JP3504542B2 - 5−スルホイソフタル酸ジグリコールエステル金属塩のグリコール溶液の製造方法 - Google Patents
5−スルホイソフタル酸ジグリコールエステル金属塩のグリコール溶液の製造方法Info
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Description
ル酸ジグリコールエステル金属塩のグリコール溶液の製
造方法に関する。
ステル金属塩のグリコール溶液は、カチオン染料可染型
ポリエステル繊維を製造するための改質剤として広く利
用されている。また、5−スルホイソフタル酸ジグリコ
ールエステル金属塩は、主としてテレフタル酸を原料と
する直重法で共重合ポリエステルを製造される場合に用
いられるが、単独では融点の高い固体状で取り扱い性が
悪いため、一般にはグリコール溶液として使用されてい
る。
ルエステル金属塩のグリコール溶液の製造方法は、たと
えば、5−スルホイソフタル酸ジメチルエステル金属塩
などの5−スルホイソフタル酸の低級アルキルエステル
金属塩とグリコールとを、グリコール/金属塩のモル比
が4/1〜15/1でエステル交換触媒の存在下に加熱
して反応させて、外観の安定なグリコール溶液を得る方
法(特開昭58−157761号公報)、エステル交換
反応後、触媒を失活し、その後に脱アルコールをするよ
うに工程を分割して精度よく特定のエステル交換率で反
応を停止する方法(特開平4−169566号公報)等
が提案されている。
良くする目的で、低いエステル交換率で反応を停止して
いるため、未反応の5−スルホイソフタル酸ジアルキル
エステル金属塩が残存し、これをポリエステル化工程に
添加すると低級アルコールが副生するため重合の進行を
阻害し、廃水中に混入して環境汚染の原因となる。これ
を防ぐ目的で未反応の5−スルホイソフタル酸ジアルキ
ルエステル金属塩が少なくなるまでエステル交換反応率
を上げると、安定性が悪くなる等の問題点があった。
する課題は、安定性のよい5−スルホイソフタル酸ジグ
リコールエステル金属塩のグリコール溶液の製造方法を
提供することにある。
題点を解決するために鋭意検討した結果、安定性の悪い
原因となっている析出物は、グリコールと5−スルホイ
ソフタル酸ジアルキルエステル金属塩とのエステル交換
反応中に副生するオリゴマー成分であることを確認し
た。そして、従来用いられなかった大過剰のグリコール
を用いる条件下で、5−スルホイソフタル酸ジアルキル
エステルの金属塩とグリコールとをエステル交換反応さ
せることにより、オリゴマーの副生が減少し、安定性の
よい5ースルホイソフタル酸ジグリコールエステル金属
塩のグリコール溶液が得られることを見出した。
ル酸ジアルキルエステル金属塩(A)とグリコール
(B)とを、酢酸マンガン触媒(C)の存在下、モル比
(B)/(A)が15.5以上で、不活性ガスを通気し
て低級アルコールを系外に取り出しながらエステル交換
反応することを特徴とする5−スルホイソフタル酸ジグ
リコールエステル金属塩のグリコール溶液の製造方法;
並びに前記の製造方法で得られ、5−スルホイソフタル
酸ジグリコールエステル金属塩とグリコール(B)とオ
リゴマーからなるポリエステル成形品用改質剤である。
スルホイソフタル酸ジアルキルエステル金属塩(A)を
構成する金属としては、たとえば、アルカリ金属(リチ
ウム、ナトリウム、カリウムなど)、アルカリ土類金属
(マグネシウム、カルシウム、バリウムなど)、アルミ
ニウム、マンガン、亜鉛などの金属の1種以上が挙げら
れる。アルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基
(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル
基、n−ブチル基など)が挙げられる。これらの中で、
熱安定性、エステル交換反応性等の点から、アルキル基
がメチル基、金属がアルカリ金属であるものが好まし
く、5−スルホイソフタル酸ジメチルエステルナトリウ
ム塩がさらに好ましい。
は、たとえば、炭素数が2〜4のアルキレングリコール
(エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4
−ブタンジオールなど)、アルキレン基の炭素数が2〜
4で数平均分子量4000以下のポリアルキレングリコ
ールが挙げられる。上記ポリアルキレングリコールのア
ルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、1,
4−ブチレン基などが挙げられ、2種以上で構成されて
いてもよく、その場合の結合形式はブロック結合でもラ
ンダム結合でも良い。これらの中では、ポリエステル化
の反応性の点で、エチレングリコールが好ましい。
換反応における、5−スルホイソフタル酸ジアルキルエ
ステル金属塩(A)とグリコール(B)の仕込モル比:
(B)/(A)を15.5以上に保つ必要がある。仕込
モル比は、16〜25が好ましい。モル比が15.5未
満ではオリゴマーの発生量が多くなり、安定性が悪く結
晶が析出する。また、グリコール(B)のモル比を大き
くするほど副生するオリゴマーの量が抑制され安定性が
向上する。
酸マンガン触媒(C)が用いられる。 (C)の使用量は、5−スルホイソフタル酸ジアルキル
エステル金属塩の仕込量に対して、反応性の点から、好
ましくは0.05〜2.0モル%、さらに好ましくは
0.2〜1.0モル%である。
応の温度条件等は通常の条件でよい。好ましくは110
〜190℃で2〜12時間であるが、さらに好ましくは
155〜175℃である。反応中はチッソガス等の不活
性ガスを通気して、着色の防止と副生するメタノールな
どの低級アルコールの系外への取り出しを行うことが望
ましい。また、必要により400〜600mmHgまで
減圧にすれば、より反応が早く進行する。また、排気を
コンデンサーに通し冷却すれば、低級アルコールを回収
することができる。
ル溶液中の、5−スルホイソフタル酸ジグリコールエス
テル金属塩の濃度は、外観安定性および経済性の点か
ら、10〜35質量%、特に20〜32質量%であるこ
とが好ましい。また、必要により脱グリコール工程(好
ましくは120℃以下で200mmHg以下の減圧下)
を加えて、より高濃度(好ましくは20〜50質量%)
のグリコール溶液を得ることもできる。また、本発明の
方法によれば、(A)のアルキル基のグリコールへのエ
ステル交換率は、通常90モル%以上、好ましくは95
モル%以上となり、5−スルホイソフタル酸ジグリコー
ルエステル金属塩のグリコール溶液中のオリゴマー含有
量は、固形分(溶媒としてのグリコールを除く全固形分
の量)に基づいて、通常8質量%以下、好ましくは7質
量%以下となる。ここでオリゴマーとは、反応により副
生する2量体以上のイソフタル酸ポリエステル化合物を
指し、通常2〜4量体の混合物からなる。オリゴマー含
有量は、液体クロマトグラフ(LC)において、主成分
の単量体を含む全固形分の合計ピーク面積に対するオリ
ゴマーのピーク面積の比率(UV吸収基準:%)から求
められる。
ルホイソフタル酸ジグリコールエステル金属塩のグリコ
ール溶液からなる改質剤は、オリゴマーの含有量が少な
いので、長期間の保存でも結晶の析出がなく安定であ
る。また、これを直重法で製造されるポリエステル成形
品の工程に使用すると、添加時の作業性が良いだけでな
く、未反応の5−スルホイソフタル酸ジアルキルエステ
ル金属塩から副生する低級アルコール(メタノールな
ど)の発生がほとんど無いため、重合の進行を阻害する
ことがなく、また廃水中へのメタノールなどの混入もわ
ずかであるので、環境汚染を防ぐこともできる。
カルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体およびグ
リコールとから、カチオン染料可染型ポリエステル繊維
が得られ、これを布帛にした後、カチオン染料などで染
色することができる。また、吸水性や帯電防止性に優れ
たポリエステル成形品を得ることもできる。本発明の改
質剤を用いて得られるポリエステル成形品としては、繊
維、樹脂成形品(フィルム、PETボトルなど)などが
挙げられる。
形成性誘導体としては、炭素数8〜16の芳香族ジカル
ボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,
5ナフタル酸)、炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸
(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン
酸)、これらの無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)
エステル、およびハライド(塩化物など)、並びにこれ
らの2種以上の混合物などが挙げられる。上記のグリコ
ールとしては、炭素数12以下のグリコール、分子量5
000以下のポリアルキレングリコール(アルキレン基
の炭素数:2〜4)などが挙げられ、具体例としては、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサ
ンジオール、分子量が400、2000、4000のポ
リエチレングリコールおよびこれらの2種以上の混合物
が挙げられる。
形品を得るための反応条件としては、通常の方法でよ
く、ジカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体1
モルに対し、グリコールを2〜10モル、改質剤を0.
0005〜0.4モル用い、反応温度200〜280℃
で、常圧〜0.01mmHgの圧力範囲で、2〜20時
間反応させるのが好ましい。得られるポリエステル成形
品の相対粘度(1% o−クロロフェノール溶液、25
℃)は、通常0.5〜2.0であり、スルホン基に由来
するイオウ含量は、好ましくは0.01〜2質量%であ
る。
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下にお
いて、「部」は質量部を表す。
ソフタル酸ジメチルエステルナトリウム塩225g、エ
チレングリコール754g(モル比=1/16)および
エステル交換触媒として酢酸マンガン0.5gを仕込
み、チッソガスを2L/分の割合で通気しながら、攪拌
下155〜160℃まで昇温して6時間エステル交換反
応をおこなった。途中副生するメタノールはコンデンサ
ーを通して系外に取り出し回収した。得られた5−スル
ホイソフタル酸ジエチレングリコールエステルナトリウ
ム塩のグリコール溶液は、エステル交換反応率:98.
5モル%、LCにより求めた副生オリゴマー量:1.8
質量%(対固形分5.9%)、固形分濃度:30.5質
量%の微黄色透明液体であった。これを5℃に温調した
恒温槽に1カ月間放置して、外観変化を目視観察した結
果、結晶の析出が認められず安定であった。
とエチレングリコールのモル比を1/10に変更する以
外は、全く実施例1と同様に行った。得られた5−スル
ホイソフタル酸ジエチレングリコールエステルナトリウ
ム塩のグリコール溶液は、エステル交換反応率:97.
7モル%、LCにより求めた副生オリゴマー量:4.2
質量%(対固形分10.5%)、固形分濃度:40質量
%の微黄色透明液体であった。これを5℃に温調した恒
温槽に放置して、外観変化を目視観察した結果、7日目
で底部に結晶の析出が認められた。
ングリコールエステルナトリウム塩のグリコール溶液6
0部、テレフタル酸ジメチル136部、イソフタル酸ジ
メチル58部、エチレングリコール132部、およびテ
トラブチルチタネート0.1部を加えて150〜250
℃で脱メタノール反応後、さらに260℃、0.5mm
Hg以下の減圧条件下で5時間重合を行い、5−スルホ
イソフタル酸ナトリウム塩を9質量%含有する共重合ポ
リマーを得た。得られた共重合ポリマーを20℃、65
%RHの条件に24時間放置後の吸湿量は8質量%であ
り、吸水性のポリエステル成形品が得られた。
ホイソフタル酸ジグリコールエステル金属塩のグリコー
ル溶液が得られる。本発明の製造方法によって得られる
安定性のよい5−スルホイソフタル酸ジグリコールエス
テル金属塩のグリコール溶液は、直重法によって得られ
るカチオン染料可染型ポリエステル繊維用改質剤として
好適である。また、帯電防止されたポリエステル成形
品、吸水性を付与されたポリエステル成形品を得るため
にも有用である。
Claims (6)
- 【請求項1】 5−スルホイソフタル酸ジアルキルエス
テル金属塩(A)とグリコール(B)とを、酢酸マンガ
ン触媒(C)の存在下、モル比(B)/(A)が15.
5以上で、不活性ガスを通気して低級アルコールを系外
に取り出しながらエステル交換反応することを特徴とす
る5−スルホイソフタル酸ジグリコールエステル金属塩
のグリコール溶液の製造方法。 - 【請求項2】 (A)が5−スルホイソフタル酸ジメチ
ルエステルナトリウム塩である請求項1記載の製造方
法。 - 【請求項3】 (B)が、炭素数が2〜4のアルキレン
グリコール、およびアルキレン基の炭素数が2〜4で数
平均分子量が4000以下のポリアルキレングリコール
からなる群から選ばれる1種以上である請求項1または
2記載の製造方法。 - 【請求項4】 (C)の使用量が(A)の仕込量に対し
て0.05〜2.0モル%である請求項1〜3のいずれ
か記載の製造方法。 - 【請求項5】 該グリコール溶液中の、5−スルホイソ
フタル酸ジグリコールエステル金属塩の濃度が10〜3
5質量%であり、オリゴマー含有量が固形分に基づいて
8質量%以下である請求項1〜4のいずれか記載の製造
方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか記載の製造方法
で得られ、5−スルホイソフタル酸ジグリコールエステ
ル金属塩とグリコール(B)とオリゴマーからなるポリ
エステル成形品用改質剤。
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JP23851899A JP3504542B2 (ja) | 1998-08-25 | 1999-08-25 | 5−スルホイソフタル酸ジグリコールエステル金属塩のグリコール溶液の製造方法 |
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Cited By (1)
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KR101115581B1 (ko) * | 2009-10-01 | 2012-03-06 | 금호석유화학 주식회사 | 술포니움 염의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 술포니움 염 |
CN109336791B (zh) * | 2018-11-16 | 2021-05-28 | 山东第一医科大学(山东省医学科学院) | 一种三单体工艺废水浓缩料生产间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠方法 |
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1999
- 1999-08-25 JP JP23851899A patent/JP3504542B2/ja not_active Expired - Fee Related
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