JP3056673B2 - Polyethylene naphthalate for bottles - Google Patents
Polyethylene naphthalate for bottlesInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレンナフ
タレンジカルボキシレート(以下ポリエチレンナフタレ
ート又はPENと略記する。)ポリマーに関し、更に詳
しくは、熱安定性が良好で、色相及び透明性に優れ、ボ
トル成形材料に適したPENに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer of polyethylene naphthalene dicarboxylate (hereinafter abbreviated as polyethylene naphthalate or PEN), and more particularly to a bottle having good thermal stability, excellent hue and transparency. It relates to PEN suitable for molding materials.
【0002】[0002]
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】PEN
は、ポリエチレンテレフタレート(以下PETと略記す
る)に比べて耐熱性、ガスバリアー性、耐薬品性等の基
本物性が優れていることから、ボトル(容器)やシート
材等の包装材料として有用であることは予測されてお
り、PETとのブレンド使用又は単独使用による数多く
の提案が行われている。包装材の中でも、ジュースなど
の飲料用ボトルに使用される材料については、商品価値
の点より、色相及び透明性に優れた材料が強く要求され
ている。PENは基本的PETと同様な触媒系で反応さ
せることができ、特に色相面から重合触媒として、二酸
化ゲルマニウムを用いると有効であることが予測されて
いる。しかしながら、PENはPETと較べると、ボト
ル成形時のブロー延伸等で白化が起きやすく、われわれ
の研究ではボトル(製品)の透明性の面で充分満足し得
るものが得られないと懸念された。2. Description of the Related Art PEN
Is useful as a packaging material for bottles (containers), sheet materials, and the like because it has superior heat resistance, gas barrier properties, chemical resistance, and other basic physical properties as compared with polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET). This is expected, and many proposals have been made by blending with PET or using alone. Among packaging materials, as for materials used for beverage bottles such as juices, materials excellent in hue and transparency are strongly demanded from the viewpoint of commercial value. PEN can be reacted with the same catalyst system as basic PET, and it is expected that germanium dioxide is particularly effective as a polymerization catalyst from the viewpoint of hue. However, PEN is Compared with PET, whitening is likely to occur in a blow stretching or the like at the time of bottle molding, those are the Most concerns such obtained capable of satisfying bottle charged amount in terms of transparency (products) in our study .
【0003】その後、この白化を起こす要因を解明した
結果、触媒に起因する触媒析出物による内部ヘーズとそ
の触媒析出物粒子が誘発する結晶化とによるものと推定
された。特にPENの場合、PETに較べてボトル成形
(延伸)時の応力が非常に大きくなり、その影響がでや
すいとも推定された。すなわち、白化を抑制するために
は、触媒等による析出物の量を低減せしめる必要があ
り、この手段として特定の触媒種、量、比率を限定する
ことが提案されており、この触媒系についてのPENの
透明性は確かに向上した。しかしながら、色相及び熱安
定性の面で充分満足のゆくものではなく、この原因は、
析出物の生成を抑制するべく、エステル交換触媒を失活
させるために用いるリン化合物の添加量が等モル量より
少なくなり、触媒作用が完全に失活されていないことか
ら、ポリマーの成形等に際し、その分解速度が大きくな
ることに依る。[0003] Subsequently, as a result of elucidating the cause of the whitening, it was presumed that the internal haze was caused by the catalyst precipitate caused by the catalyst and the crystallization was induced by the catalyst precipitate particles. In particular, in the case of PEN, it was presumed that the stress at the time of forming (stretching) the bottle was extremely large as compared with PET, and that the influence was likely to be easily caused. That is, in order to suppress whitening, it is necessary to reduce the amount of precipitates caused by a catalyst or the like. As a means for this, it has been proposed to limit a specific catalyst type, amount, and ratio. The transparency of PEN was certainly improved. However, hue and thermal stability are not sufficiently satisfactory.
In order to suppress the formation of precipitates, the amount of the phosphorus compound used to deactivate the transesterification catalyst is less than the equimolar amount, and the catalytic action is not completely deactivated. , Its decomposition rate increases.
【0004】更にボトルの成形時にポリマーの溶融粘度
が適切でないとボトル表面の平滑性、均一な肉厚が確保
できなかったり、ヘーズが著しく悪化し、くもりが生じ
るため、その範囲を限定する必要がある。[0004] Furthermore, if the melt viscosity of the polymer is not appropriate during the molding of the bottle, the smoothness and uniform wall thickness of the bottle cannot be ensured, or the haze is significantly deteriorated and clouding occurs, so that the range must be limited. is there.
【0005】本発明者らは、上記実情にかんがみ鋭意検
討した結果、特定の触媒の種、量及び比率を変化させて
添加する試験において、特にリン化合物の量をエステル
交換触媒量に較べ少なくとも等モル添加せしめ、更に適
当な粘度のポリマーとすることで熱安定性、色相、透明
性が良好で、しかもボトル成形性に優れたポリエチレン
ナフタレート系の組成物が得られることを見出し、本発
明に到達した。[0005] The present inventors have conducted intensive studies in view of the above-mentioned circumstances, and as a result, in a test in which the species, amount and ratio of a specific catalyst are added, the amount of the phosphorus compound is at least equal to that of the transesterification catalyst. It has been found that by adding a mole, and further forming a polymer having an appropriate viscosity, a polyethylene naphthalate-based composition having good thermal stability, hue, and transparency, and excellent in bottle moldability can be obtained. Reached.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ナ
フタレンジカルボン酸を主たる酸成分とし、エチレング
リコールを主たるグリコール成分とするポリエステルで
あって、触媒としてのコバルト化合物、マグネシウム化
合物、カルシウム化合物、リン化合物及びゲルマニウム
化合物が下記(1)〜(5)を同時に満たした量を含有
し、更にボトルに使われるポリマーの固有粘度[η]
が、下記一般式(6)を満足するようなボトル用ポリエ
チレンナフタレンジカルボキシレートである。That is, the present invention relates to a polyester comprising naphthalenedicarboxylic acid as a main acid component and ethylene glycol as a main glycol component, wherein the catalyst is a cobalt compound, a magnesium compound, a calcium compound, a phosphorus compound. The compound and the germanium compound contain an amount satisfying the following (1) to (5) at the same time, and the intrinsic viscosity [η] of the polymer used for the bottle
Is polyethylene naphthalenedicarboxylate for bottles satisfying the following general formula (6).
【0007】[0007]
【数2】 0.05≦Co≦0.40モル (1) 2.0≦(Mg+Ca)≦6.0モル (2) 1.3≦(Mg/Ca)≦6.0 (3) 1.0≦P/(Co+Mg+Ca)≦1.5 (4) 1.0≦Ge≦3.0モル (5) (上記式中の各金属元素は、酸成分106 g当りの金属
モル数を示す。) 0.60≦[η]≦0.80 (6) (但し、固有粘度[η]はフェノール/テトラクロロエ
タン(成分比:3/2)の溶媒を用いて、35℃で測定
した溶液粘度から算出する。)以下に本発明について説
明する。## EQU2 ## 0.05 ≦ Co ≦ 0.40 mol (1) 2.0 ≦ (Mg + Ca) ≦ 6.0 mol (2) 1.3 ≦ (Mg / Ca) ≦ 6.0 (3) 0 ≦ P / (Co + Mg + Ca) ≦ 1.5 (4) 1.0 ≦ Ge ≦ 3.0 mol (5) (Each metal element in the above formula represents the number of moles of metal per 10 6 g of the acid component. 0.60 ≦ [η] ≦ 0.80 (6) (However, the intrinsic viscosity [η] is determined from the solution viscosity measured at 35 ° C. using a phenol / tetrachloroethane (component ratio: 3/2) solvent). The present invention will be described below.
【0008】ここに「主たる」とは、70モル%を超
え、好ましくは80モル%を超えることを言う。従って
30モル%未満の他の成分が共重合体又は混合体として
含有されてもよい。[0008] The term "principal" as used herein means greater than 70 mol%, preferably greater than 80 mol%. Therefore, less than 30 mol% of other components may be contained as a copolymer or a mixture.
【0009】本発明において、「ナフタレンジカルボン
酸」とは、例えば2,6―ナフタレンジカルボン酸、
2,7―ナフタレンジカルボン酸及びそのエステル形成
性誘導体を主たる対象とするが、その一部(30モル%
未満)を、他のジカルボン酸、例えばシュウ酸、マロン
酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカ
ルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;またテレフタル酸、
イソフタル酸、4,4′―ジフェニルジカルボン酸、ジ
フェノキシエタン―4,4′―ジカルボン酸、ジフェニ
ルスルホン―4,4′―ジカルボン酸、ジフェニルエー
テル―4,4′―ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン
酸;ヘキサヒドロテレフタル酸、デカリンジカルボン
酸、テレラリンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン
酸;グリコール酸、p―オキシ安息香酸などのオキシ酸
などで置き換えてもよい。また酸成分のエステル形成性
誘導体としては、低級アルキルエステル、フェニルエス
テル、酸無水物などを挙げることができる。In the present invention, “naphthalenedicarboxylic acid” refers to, for example, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid,
The main target is 2,7-naphthalenedicarboxylic acid and its ester-forming derivative, but a part thereof (30 mol%
Less than) other dicarboxylic acids, such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid and other aliphatic dicarboxylic acids;
Aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethane-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylether-4,4'-dicarboxylic acid An alicyclic dicarboxylic acid such as hexahydroterephthalic acid, decalin dicarboxylic acid, or teleralin dicarboxylic acid; or an oxyacid such as glycolic acid or p-oxybenzoic acid. Examples of the ester-forming derivative of the acid component include lower alkyl esters, phenyl esters, and acid anhydrides.
【0010】さらに「グリコール成分」とは、エチレン
グリコールを主たる対象とするが、その一部(30モル
%未満)を他のグリコール、例えばテトラメチレングリ
コール、プロピレングリコール、1,3―ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族シオール;シ
クロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロ
ールなどの脂環族ジオール;ビスフェノールA、ビスフ
ェノールS、ビスヒドロキシエトキシビスフェノール
A、テトラブロモビスフェノールAなど、芳香族ジオー
ルなどで置き換えてもよい。The term "glycol component" mainly refers to ethylene glycol, and part (less than 30 mol%) of other glycols such as tetramethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, Aliphatic thiols such as pentyl glycol; alicyclic diols such as cyclohexane dimethanol and tricyclodecane dimethylol; aromatic diols such as bisphenol A, bisphenol S, bishydroxyethoxybisphenol A, tetrabromobisphenol A, etc. Good.
【0011】さらに本発明におけるには実質的に線状で
ある範囲の量、例えば全酸成分に対し2モル%以下の量
で、3官能以上のポリカルボン酸またはポリヒドロキシ
化合物、例えばトリメリット酸、ペンタエリスリトール
等を共重合したものも包含される。Further, in the present invention, a tricarboxylic or polyfunctional polycarboxylic acid or polyhydroxy compound, such as trimellitic acid, is used in an amount in a substantially linear range, for example, an amount of 2 mol% or less based on the total acid components. And pentaerythritol and the like.
【0012】本発明におけるエステル交換法の場合、ナ
フタレンジカルボン酸の低級アルキルエステルと通常エ
チレングリコールに該酸成分106 g当りに対し、0.
05〜0.4モルのコバルト化合物及び2.0〜6.0
モルのカルシウム化合物とマグネシウム化合物とを合計
した量を、エステル交換反応触媒として添加する(以下
モルとは酸成分106 g当りのモル数を示す。)。ここ
で、コバルト化合物を添加せしめる目的は、エステル交
換反応触媒の効果に加えて、色相の悪化の原因である黄
色化を抑制せしめるものであり、その添加量が0.05
モル以下では効果が発現せず、逆に0.4モルを超える
と、色相が灰色っぽくなり、色相の悪化をもたらしてし
まうことになる。一方カルシウム化合物とマグネシウム
化合物については、その合計量が6.0モルを超える
と、触媒残渣による析出粒子の影響によって成形した際
に白化現象が見られ、透明性が損われ好ましくない。逆
に2.0モル未満では、エステル交換反応が不充分とな
るばかりか、その後の重合反応も遅く好ましくない。ま
た、前述のカルシウム化合物に対するマグネシウム化合
物の添加量のモル比は、1.3〜6.0の範囲である。
特に好ましくは1.4〜4.0の範囲である。モル比が
6.0を超えても、逆に1.3未満でも触媒残渣による
粒子の析出が生じ、成形した場合に白化現象が見られ、
透明性が損われてしまう。さらにエステル交換反応触媒
を失活させるため、リン化合物を添加するものである
が、リン化合物添加量(モル比)が、コバルト化合物、
カルシウム化合物及びマグネシウム化合物の合計添加量
に対して、1.0〜1.5の範囲とする必要があり、更
に好ましくは1.1〜1.3の範囲である。このモル比
が1.0未満であると、エステル交換触媒が完全に失活
せず、熱安定性が悪く、その影響でポリマーが着色した
り、成形時の物性低下をもたらす不都合がある。逆に、
1.5を超えても熱安定性が悪く好ましくない。In the case of the transesterification method in the present invention, the lower alkyl ester of naphthalenedicarboxylic acid and usually ethylene glycol are added in an amount of 0.1 to 10 6 g of the acid component.
0.5 to 0.4 mol of the cobalt compound and 2.0 to 6.0 mol.
The total amount of the moles of the calcium compound and the magnesium compound is added as a transesterification catalyst (hereinafter, mole indicates the number of moles per 10 6 g of the acid component). Here, the purpose of adding the cobalt compound is to suppress the yellowing which is a cause of the deterioration of the hue, in addition to the effect of the transesterification catalyst, and the addition amount is 0.05%.
When the amount is less than mol, the effect is not exhibited, and when it exceeds 0.4 mol, the hue becomes grayish, and the hue is deteriorated. On the other hand, when the total amount of the calcium compound and the magnesium compound exceeds 6.0 mol, a whitening phenomenon is observed in the molding due to the influence of the precipitated particles due to the catalyst residue, and the transparency is unfavorably deteriorated. On the other hand, if it is less than 2.0 mol, not only the transesterification reaction becomes insufficient, but also the subsequent polymerization reaction is unfavorably slow. The molar ratio of the amount of the magnesium compound to the calcium compound is in the range of 1.3 to 6.0.
Particularly preferably, it is in the range of 1.4 to 4.0. Even if the molar ratio exceeds 6.0 or less than 1.3, precipitation of particles due to catalyst residues occurs, and when molded, a whitening phenomenon is observed.
Transparency is impaired. In order to further deactivate the transesterification catalyst, a phosphorus compound is added.
The total amount of the calcium compound and the magnesium compound needs to be in the range of 1.0 to 1.5, and more preferably in the range of 1.1 to 1.3. If the molar ratio is less than 1.0, the transesterification catalyst will not be completely deactivated, and the thermal stability will be poor. vice versa,
If it exceeds 1.5, thermal stability is poor, which is not preferable.
【0013】尚、本発明において用いられるカルシウム
化合物及びマグネシウム化合物は、酸化物、塩化物、炭
酸塩、カルボン酸塩等として用いることが可能であって
特に限定されない。もっとも、特に酢酸塩、すなわち酢
酸カルシウム及び酢酸マグネシウムが好ましい。The calcium compound and the magnesium compound used in the present invention can be used as oxides, chlorides, carbonates, carboxylate and the like, and are not particularly limited. However, acetates, particularly calcium acetate and magnesium acetate, are particularly preferred.
【0014】またリン酸は正リン酸又はリン酸酸性エス
テル又はリン酸トリエステル等が挙げられる。なかでも
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、及び少なくとも1つの基
をヒドロキシアルキル基あるいはヒドロキシ(ポリアル
キレングリコール)基で置きかえられたリン酸エステル
が好ましい。Examples of the phosphoric acid include orthophosphoric acid, phosphoric acid acid ester and phosphoric acid triester. Among them, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, and phosphate esters in which at least one group is replaced by a hydroxyalkyl group or a hydroxy (polyalkylene glycol) group are preferred.
【0015】さらにポリマーの固有粘度[η](dl/
g)を下記式内に限定することで、ボトル成形時のポリ
マーの溶融粘度を適当な範囲とすることが、PENボト
ルの成形には特に重要である。 0.60≦[η]≦0.80 (6) (固有粘度[η]はフェノール/テトラクロロエタン
(成分比:3/2)の溶媒を用いて、35℃で測定した
溶液粘度から算出する。) [η]<0.60のポリマーをボトルにするとポリマー
は成形中に結晶しやすく、白化を生じるばかりか、溶融
粘度が低すぎてブロー成形が難しくなる。たとえブロー
成形を達成できてもそのボトルの機械的強度は低く、割
れやすいものしか得られない。Further, the intrinsic viscosity of the polymer [η] (dl /
It is particularly important for molding a PEN bottle that g) be limited to the following formula so that the melt viscosity of the polymer at the time of molding the bottle is in an appropriate range. 0.60 ≦ [η] ≦ 0.80 (6) (Intrinsic viscosity [η] is calculated from the solution viscosity measured at 35 ° C. using a solvent of phenol / tetrachloroethane (component ratio: 3/2). If a polymer with [η] <0.60 is used as a bottle, the polymer tends to crystallize during molding, causing whitening, and also has a too low melt viscosity to make blow molding difficult. Even if blow molding can be achieved, the mechanical strength of the bottle is low and only a fragile product can be obtained.
【0016】逆に、[η]>0.80のポリマーを通常
の成形条件温度でプリフォームの押出成形をしようとし
た場合、PENポリマーの溶融粘度が高すぎて加工性の
よいプリフォームを得ることは難しい。そこで、溶融粘
度を下げるため、成形温度を高める等の方法が必要とな
る。しかし、この方法では仮に前記のような触媒の適正
化をしたポリマーであっても、熱劣化による激しい固有
粘度[η]の低下や黄色の着色が強くなり、ボトル用の
ポリマーとして利用できなくなる。Conversely, when a polymer having [η]> 0.80 is subjected to extrusion molding of a preform at a normal molding temperature, the melt viscosity of the PEN polymer is too high to obtain a preform having good processability. It is difficult. Therefore, in order to lower the melt viscosity, a method such as raising the molding temperature is required.
You. However, in this method, even if the polymer has been optimized as described above, the intrinsic viscosity [η] decreases sharply due to thermal degradation and the yellow color becomes strong, and the polymer cannot be used as a bottle polymer.
【0017】一方、前記(6)式の固有粘度をもつポリ
マーを得るためには、溶融重合によって得られた固有粘
度[η]p の低目のポリマーを固相重合して高めたもの
が好ましい。PENポリマーを通常ボトル用に使用でき
る固有粘度の範囲まで溶融重合によって高めるとポリマ
ーの着色が大きくなったり、溶融重合が高すぎて設備へ
の負担が大きくなり勧められない。ポリマー中のアルデ
ヒド類も多量であることからボトル用のポリマーとして
は極めて品質の悪いものしか得られない。On the other hand, in order to obtain a polymer having an intrinsic viscosity represented by the above formula (6), it is preferable that a polymer having a lower intrinsic viscosity [η] p obtained by melt polymerization is raised by solid-phase polymerization. . If the PEN polymer is increased by melt polymerization to the range of the intrinsic viscosity that can be generally used for bottles, the coloration of the polymer will increase, or the melt polymerization will be too high and the burden on the equipment will increase, which is not recommended. Since the amount of aldehydes in the polymer is also large, only a very poor polymer can be obtained as a polymer for bottles.
【0018】このことから、溶融重合の終了した時点に
おけるプレポリマーの固有粘度[η]p は下記式(7)
の範囲のものが好ましく、それを固相重合したPENポ
リマーをボトルに供するのがよい。 0.40≦[η]p ≦0.65 (7)From this, the intrinsic viscosity [η] p of the prepolymer at the time of completion of the melt polymerization is expressed by the following equation (7).
The PEN polymer obtained by solid-state polymerization of the above-mentioned compound is preferably provided in a bottle. 0.40 ≦ [η] p ≦ 0.65 (7)
【0019】プレポリマーの[η]p の範囲を上記のよ
うに設定する理由は、[η]p <0.40の場合チップ
化時に割れチップが多発し均一のチップが得られなかっ
たり、固相重合の負荷が増え、生産性が低下するので好
ましくないからである。The reason for setting the range of [η] p of the prepolymer as described above is that , when [η] p <0.40, cracks frequently occur during chip formation and uniform chips cannot be obtained, This is because the load of the phase polymerization increases and the productivity decreases, which is not preferable.
【0020】[η]p >0.65の場合には前記の通り
着色やアルデヒド類の発生の点で好ましくない。アルデ
ヒド類は少なければ少ない程よいのだが、ボトル使用で
フレーバー性を考えると少なくとも25ppmに、好ま
しくは15ppmに抑えることが必要である。When [η] p > 0.65, as described above, it is not preferable in terms of coloring and generation of aldehydes. The smaller the amount of aldehydes, the better, but it is necessary to control the content to at least 25 ppm, preferably 15 ppm, in consideration of flavor when using a bottle.
【0021】また、重合反応触媒としては、色相の面か
らゲルマニウム化合物として、二酸化ゲルマニウムを用
いるのが好ましく、その中でも結晶形態を有してない、
いわゆる非晶性二酸化ゲルマニウムを用いたとき、通常
の結晶形態を有したものに較べてポリマーの析出粒子が
少なく、より透明性の高いものが得られる。ここで言う
非晶性とはラマンスペクトルにおいて実質的にピークを
有さないものをいう。非晶性二酸化ゲルマニウムの添加
量としては、少なすぎると重合反応性が低くなって生産
性が悪く、逆に多すぎると熱安定性が劣って成形時の物
性低下および色相悪化をまねくことから、酸成分10 6
gあたり実質的に1.0〜3.0モルの範囲が好まし
い。前述の種々の触媒系の添加時期は、コバルト化合
物、カルシウム化合物及びマグネシウム化合物において
エステル交換反応開始時点からその初期の間にすべてを
添加完了するのが好ましく、3種の化合物の添加順序は
特に制限はなく、単独に添加してもよく、同時に添加し
ても構わない。As the polymerization reaction catalyst, germanium dioxide is preferably used as a germanium compound from the aspect of hue, and among them, it does not have a crystalline form.
When so-called amorphous germanium dioxide is used, a polymer having less precipitated particles of the polymer and a higher transparency can be obtained as compared with those having a normal crystal form. The term “amorphous” as used herein refers to a substance having substantially no peak in a Raman spectrum. As the amount of amorphous germanium dioxide added, if too small, the polymerization reactivity becomes low and the productivity is poor, and if too large, on the other hand, thermal stability is inferior, leading to deterioration in physical properties during molding and deterioration of hue, Acid component 10 6
A range of substantially 1.0 to 3.0 mol per g is preferred. It is preferable that the addition of the various catalyst systems described above be completed in the cobalt compound, the calcium compound, and the magnesium compound during the period from the start of the transesterification reaction to the initial stage, and the order of addition of the three compounds is particularly limited. However, they may be added alone or simultaneously.
【0022】さらに、エステル交換触媒による析出粒子
の析出抑制効果を高め、更には析出粒子の微分散化を目
的として下記式の化学式Iで示したアンモニウム化合物
を配合することが好ましい。Further, it is preferable to add an ammonium compound represented by the following chemical formula I for the purpose of enhancing the effect of suppressing the precipitation of precipitated particles by the transesterification catalyst and further dispersing the precipitated particles finely.
【0023】[0023]
【化2】 Embedded image
【0024】(但し、R1 、R2 、R3 及びR4 は水素
原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及び
これらの置換誘導体であり、R3 及びR4 とは、環を形
成してもよい。またR1 、R2 、R3 及びR4 は同一あ
るいは異なっていてもよい。なおAはアニオン残基を示
す。)(However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a substituted derivative thereof, and R 3 and R 4 form a ring. And R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different, and A represents an anionic residue.)
【0025】このアンモニウム化合物の具体的なものと
しては、第四級アンモニウム塩、例えばヒドロキシテト
ラメチルアンモニウム、ヒドロキシテトラエチルアンモ
ニウム、ヒドロキシテトラブチルアンモニウム、テトラ
エチルアンモニウムクロライド等;第三級アンモニウム
塩、例えばヒドロキシトリメチルアンモニウム等;第二
級アンモニウム塩、例えばヒドロキシジメチルアンモニ
ウム塩;第一級アンモニウム塩、例えばヒドロキシメチ
ルアンモニウム等、アンモニウム塩、例えばヒドロキシ
アンモニウム、アンモニウムクロライド等があげること
ができる。上記アンモニウム化合物は1種のみ単独で使
用しても、2種以上併用してもよい。Specific examples of the ammonium compound include quaternary ammonium salts such as hydroxytetramethylammonium, hydroxytetraethylammonium, hydroxytetrabutylammonium and tetraethylammonium chloride; tertiary ammonium salts such as hydroxytrimethylammonium Secondary ammonium salts such as hydroxydimethylammonium salts; primary ammonium salts such as hydroxymethylammonium and the like, and ammonium salts such as hydroxyammonium and ammonium chloride. The above-mentioned ammonium compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0026】このアンモニウム化合物の配合量は酸成分
106 g当り0.04〜0.4モルである。好ましい範
囲は0.07〜0.2モルである。0.04モル未満で
は、触媒粒子の析出抑制および微分散化効果が小さく、
透明性もあまりよくならない。一方、0.4モルを超え
ると、その効果が特に高まらないうえ、逆に重合反応性
が悪化するという問題がある。The amount of the ammonium compound is 0.04 to 0.4 mol per 10 6 g of the acid component. The preferred range is from 0.07 to 0.2 mole. If it is less than 0.04 mol, the effect of suppressing precipitation of catalyst particles and the effect of finely dispersing the catalyst particles is small,
Transparency is not very good. On the other hand, if it exceeds 0.4 mol, the effect is not particularly enhanced, and on the contrary, the polymerization reactivity is deteriorated.
【0027】一方、アンモニウム化合物及びリン化合物
は、エステル交換反応が実質的に終了した後、固有粘度
が0.2dl/gに到達するまでに添加できる。添加順
番については、特に限定はないものの、リン化合物添加
前にアンモニウム化合物を添加することが好ましい。On the other hand, the ammonium compound and the phosphorus compound can be added until the intrinsic viscosity reaches 0.2 dl / g after the transesterification reaction is substantially completed. The order of addition is not particularly limited, but it is preferable to add the ammonium compound before adding the phosphorus compound.
【0028】また、ゲルマニウム化合物はリン化合物を
添加後、10分間以上経過した後、固有粘度が0.3に
到達する以前に添加する。添加時の反応系の雰囲気は重
縮合反応を開始する以前の大気圧下であってもよいし、
重縮合反応を開始した後の減圧下であってもよい。The germanium compound is added at least 10 minutes after the addition of the phosphorus compound and before the intrinsic viscosity reaches 0.3. The atmosphere of the reaction system at the time of addition may be under atmospheric pressure before the start of the polycondensation reaction,
It may be under reduced pressure after the start of the polycondensation reaction.
【0029】尚、上記で得られたポリマーは、その後必
要に応じて、公知の方法で固相重合を施してもよい。The polymer obtained above may be subjected to a solid phase polymerization by a known method, if necessary.
【0030】[0030]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。尚、実施例での「部」は重量部を意味する。
また実施例での各特性値の測定は下記の方法による。 固有粘度[η]:フェノール/テトラクロロエタン
(成分比:3/2)溶媒を用い、35℃で測定した溶液
粘度から算出する。 Colb(色相):ポリマーを160℃×90分乾
燥機中で熱処理し、結晶化させた後、カラーマシン社製
CM―7500型カラーマシンで測定する。 成形品ヘーズ:ポリマーを160℃で7時間乾燥し
た後、名機製作所製の射出成形機ダイナメルターM―1
00DMを用い、シリンダー温度300℃において50
gのプリフォームを成形し、これをブロー延伸して、内
容積1.5リットル、胴部肉厚0.2mmのボトルとし
た。この直胴部を切取り、ヘーズメーター(日本電色工
業モデル1001DP)を用いヘーズを測定する。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. In the examples, "parts" means parts by weight.
Further, the measurement of each characteristic value in the embodiment is performed by the following method. Intrinsic viscosity [η]: Calculated from solution viscosity measured at 35 ° C. using a phenol / tetrachloroethane (component ratio: 3/2) solvent. Colb (hue): The polymer is heat-treated in a dryer at 160 ° C. for 90 minutes to be crystallized, and then measured using a color machine CM-7500 type color machine. Molded product haze: After drying the polymer at 160 ° C for 7 hours, an injection molding machine Dynamelter M-1 manufactured by Meiki Seisakusho
50 at a cylinder temperature of 300 ° C. using 00DM
g of preform was molded and blow-stretched to obtain a bottle having an inner volume of 1.5 liter and a body thickness of 0.2 mm. This straight body is cut out, and the haze is measured using a haze meter (Nippon Denshoku Industries Model 1001DP).
【0031】[実施例1]2,6―ナフタレンジカルボ
ン酸ジメチルエステル100部とエチレングリコール
(EGと略記する。)51部とを、酢酸コバルト四水塩
0.005部(0.2モル)、酢酸カルシウム―水塩
0.014部(0.8モル)及び酢酸マグネシウム四水
塩0.044部(2.1モル)をエステル交換触媒とし
て用い、常法に従ってエステル交換反応させ、しかる後
ヒドロキシテトラエチルアンモニウム(以下EA剤と略
す)の10%水溶液を0.012部(0.08モル)を
添加し、更にその5分間後にトリメチルフォスフェート
0.047部(3.4モル)添加し、実質的にエステル
交換反応を終了せしめた。尚、この時の最終反応温度は
245℃であった。次に、非晶性二酸化ゲルマニウムの
EG 1%溶液1.58部(1.6モル)を添加した
後、引き続き高温高真空下で常法通り重縮合反応を行
い、その後常法によって大量の流水中に抜出しペレタイ
ザーによってストランド型のチップとした。この時得ら
れたポリマーの固有粘度[η]p は、0.50であっ
た。このチップを1.0mmHgの高真空下225℃で
固相重合しポリマーの固有粘度[η]を0.70まで高
めた。Example 1 100 parts of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester and 51 parts of ethylene glycol (abbreviated as EG) were mixed with 0.005 part (0.2 mol) of cobalt acetate tetrahydrate, A transesterification reaction was carried out according to a conventional method using 0.014 parts (0.8 mol) of calcium acetate-water salt and 0.044 parts (2.1 mol) of magnesium acetate tetrahydrate as a transesterification catalyst, and then hydroxytetraethyl was used. 0.012 parts (0.08 mol) of a 10% aqueous solution of ammonium (hereinafter abbreviated as EA agent) was added, and 5 minutes later, 0.047 parts (3.4 mol) of trimethyl phosphate was added, and substantially Then, the transesterification was terminated. The final reaction temperature at this time was 245 ° C. Next, 1.58 parts (1.6 mol) of a 1% solution of amorphous germanium dioxide in EG was added, and then a polycondensation reaction was carried out in a usual manner under a high temperature and high vacuum. A strand-type chip was formed by a withdrawal pelletizer. The intrinsic viscosity [η] p of the polymer obtained at this time was 0.50. This chip was subjected to solid-state polymerization at 225 ° C. under a high vacuum of 1.0 mmHg to increase the intrinsic viscosity [η] of the polymer to 0.70.
【0032】[実施例2〜5、比較例1〜9]酢酸コバ
ルト四水塩、酢酸マグネシウム四水塩、酢酸カルシウム
―水塩、トリメチルフォスフェートを表1のように変更
するか、又は固相重合後のポリマーの[η]を表1のよ
うに変更する以外は、基本的に実施例1と同様に行っ
た。また、これらの得られたポリマー品質及び各評価結
果についても併せて表1に示した。Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 9 Cobalt acetate tetrahydrate, magnesium acetate tetrahydrate, calcium acetate-hydrate, and trimethyl phosphate were changed as shown in Table 1, or solid phase was changed. The procedure was basically the same as in Example 1, except that [η] of the polymer after polymerization was changed as shown in Table 1. Table 1 also shows the obtained polymer quality and each evaluation result.
【0033】[0033]
【表1】 [Table 1]
【0034】これらの結果から判る様に、触媒量が少な
すぎると反応性が悪く[比較例1及び7]生産性に問題
を生じ、逆に多すぎる場合[比較例2]やMg/Ca比
率[比較例3及び4]、P/(Co+Ca+Mg)比率
[比較例5及び6]が適当でないと、透明性及び(また
は)色相の悪化をまねく。As can be seen from these results, when the amount of the catalyst is too small, the reactivity is poor [Comparative Examples 1 and 7], and there is a problem in the productivity. If [Comparative Examples 3 and 4] and the P / (Co + Ca + Mg) ratio [Comparative Examples 5 and 6] are not appropriate, transparency and / or hue will be deteriorated.
【0035】又、固相重合後の[η]p が適当でない
と、粘度が低すぎたり高すぎたりしてボトルを成形する
事ができない、たとえ成形できたとしても、偏肉がひど
いものであったり強度の弱いものであったりする[比較
例8、9]。If the [η] p after the solid-phase polymerization is not appropriate, the viscosity is too low or too high to form a bottle, and even if it can be formed, the uneven thickness is severe. Some of them are weak and have low strength [Comparative Examples 8 and 9].
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明のポリエチレンナフタレートは、
色相や透明性に優れ、しかもボトル形成時の白化(くも
り)が小さく、商品価値の高いボトル製品となり得る。The polyethylene naphthalate of the present invention is
It is excellent in hue and transparency, has little whitening (cloudiness) at the time of bottle formation, and can be a bottle product with high commercial value.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−116378(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91 C08J 5/00 C08L 67/00 - 67/02 (56) References JP-A-6-116378 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 63/00-63/91 C08J 5/00 C08L 67 / 00-67/02
Claims (5)
とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分とす
るポリエステルであって、触媒としてのコバルト化合
物、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、リン化合
物及びゲルマニウム化合物が下記(1)〜(5)を同時
に満たす量を含有し、更にボトルに使われるポリマーの
固有粘度[η]が、下記一般式(6)を満足することを
特徴とするボトル用ポリエチレンナフタレンジカルボキ
シレート。 【数1】 0.05≦Co≦0.40モル (1) 2.0≦(Mg+Ca)≦6.0モル (2) 1.3≦(Mg/Ca)≦6.0 (3) 1.0≦P/(Co+Mg+Ca)≦1.5 (4) 1.0≦Ge≦3.0モル (5) (但し上記数式中の各金属元素は酸成分106 g当りの
金属モル数を示す。) 0.60≦[η]≦0.80 (6) (但し、固有粘度[η]はフェノール/テトラクロロエ
タン(成分比:3/2)の溶媒を用いて、35℃で測定
した溶液粘度から算出する。)1. A polyester comprising naphthalenedicarboxylic acid as a main acid component and ethylene glycol as a main glycol component, wherein a cobalt compound, a magnesium compound, a calcium compound, a phosphorus compound and a germanium compound as catalysts are represented by the following (1) to (1). A polyethylene naphthalenedicarboxylate for a bottle, which contains an amount satisfying (5) at the same time and further has an intrinsic viscosity [η] of a polymer used for the bottle satisfying the following general formula (6). 0.05 ≦ Co ≦ 0.40 mol (1) 2.0 ≦ (Mg + Ca) ≦ 6.0 mol (2) 1.3 ≦ (Mg / Ca) ≦ 6.0 (3) 0 ≦ P / (Co + Mg + Ca) ≦ 1.5 (4) 1.0 ≦ Ge ≦ 3.0 mol (5) (However, each metal element in the above formula indicates the number of moles of metal per 10 6 g of the acid component. 0.60 ≦ [η] ≦ 0.80 (6) (However, the intrinsic viscosity [η] is determined from the solution viscosity measured at 35 ° C. using a phenol / tetrachloroethane (component ratio: 3/2) solvent). calculate.)
の固有粘度[η]pが下記一般式(7)を満足し、その
プレポリマーを固相重合する事によってなされる請求項
1記載のボトル用ポリエチレンナフタレンジカルボキシ
レート。 0.40≦[η]p ≦0.65 (7)2. The bottle according to claim 1, wherein the intrinsic viscosity [η] p of the prepolymer obtained by melt polymerization satisfies the following general formula (7), and the prepolymer is obtained by solid-state polymerization. Polyethylene naphthalene dicarboxylate. 0.40 ≦ [η] p ≦ 0.65 (7)
の濃度が、下記式(8)を満たす請求項1記載のボトル
用ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート。 0<AA≦25ppm (8)3. Acetaldehyde (AA) in a polymer
2. The polyethylene naphthalenedicarboxylate for a bottle according to claim 1, wherein the concentration of satisfies the following formula (8). 0 <AA ≦ 25 ppm (8)
分析において実質的なピークを有さない非晶性二酸化ゲ
ルマニウムである請求項1記載のボトル用ポリエチレン
ナフタレンジカルボキシレート。4. The polyethylene naphthalenedicarboxylate for a bottle according to claim 1, wherein the germanium compound is amorphous germanium dioxide having no substantial peak in Raman spectrum analysis.
合物が、前記酸成分106 g当り0.04〜0.4モル
配合されてなる請求項1記載のボトル用ポリエチレンナ
フタレンジカルボキシレート。 【化1】 (但し、R1 、R2 、R3 及びR4 は水素原子、アルキ
ル基、シクロアルキル基、アリール基又はこれらの置換
誘導体であって、R3 及びR4 は環を形成してもよく、
またR1 、R2 、R3 及びR4 は同一であっても異なっ
ていてもよい。なおAはアニオン残基を表わす。)5. The polyethylene naphthalenedicarboxylate for a bottle according to claim 1, wherein an ammonium compound represented by the following chemical formula I is compounded in an amount of 0.04 to 0.4 mol per 10 6 g of the acid component. Embedded image (However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a substituted derivative thereof, and R 3 and R 4 may form a ring,
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different. A represents an anion residue. )
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