JP4544228B2 - Method for producing polybutylene terephthalate - Google Patents

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Description

本発明は、ポリブチレンテレフタレートの製造方法に関し、詳しくは、テトラヒドロフランの副生を抑制しながら、生産性を犠牲にすることなく、色調、耐加水分解性、熱安定性、透明性、成形性に優れ、異物が低減された、フィルム、モノフィラメント、繊維、電気電子部品、自動車部品などに好適に使用することが出来るポリブチレンテレフタレートの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing polybutylene terephthalate, and more specifically, to suppress color by-product while maintaining the color tone, hydrolysis resistance, thermal stability, transparency and moldability without sacrificing productivity. The present invention relates to a method for producing polybutylene terephthalate which is excellent and can be suitably used for films, monofilaments, fibers, electric and electronic parts, automobile parts and the like with reduced foreign matter.

熱可塑性ポリエステル樹脂の中で代表的なエンジニアリングプラスチックであるポリブチレンテレフタレートは、成形加工の容易さ、機械的物性、耐熱性、耐薬品性、保香性、その他の物理的、化学的特性に優れていることから、自動車部品、電気・電子部品、精密機器部品などの射出成型品に広く使用されている。近年は、その優れた性質を活かし、フィルム、シート、モノフィラメント、繊維などの分野でも広く使用される様になってきており、これらの分野では従来の射出成形品に比べ高い分子量のポリブチレンテレフタレートが求められている。   Polybutylene terephthalate, a representative engineering plastic among thermoplastic polyester resins, is excellent in molding process, mechanical properties, heat resistance, chemical resistance, aroma retention, and other physical and chemical properties. Therefore, it is widely used in injection molded products such as automobile parts, electrical / electronic parts, precision equipment parts. In recent years, taking advantage of its excellent properties, it has been widely used in the fields of films, sheets, monofilaments, fibers, etc. In these fields, polybutylene terephthalate having a higher molecular weight than conventional injection molded products is used. It has been demanded.

ポリブチレンテレフタレートは、上記のような優れた性質を有する一方で、耐加水分解性が必ずしも十分ではなく、特に湿熱下の使用においては、分子量の低下に伴う機械的物性の低下が問題になっている。一般に、ポリブチレンテレフタレートは末端カルボキシル基濃度が高いほど耐加水分解性が悪化することが知られており(例えば特許文献1参照)、加水分解による分子量低下、ひいては機械的物性などの低下を招くことが大きな問題である。   Polybutylene terephthalate has excellent properties as described above, but is not necessarily sufficiently resistant to hydrolysis. Particularly in use under wet heat, a decrease in mechanical properties accompanying a decrease in molecular weight has become a problem. Yes. In general, it is known that polybutylene terephthalate is deteriorated in hydrolysis resistance as the terminal carboxyl group concentration is high (see, for example, Patent Document 1), leading to a decrease in molecular weight due to hydrolysis, and a decrease in mechanical properties. Is a big problem.

上記の問題を解決するため、溶融重合で得られたポリブチレンテレフタレートを一旦固化させ、その融点以下の温度で固相重合させることにより、末端カルボキシル基濃度を低減させることが広く行われている(例えば特許文献1参照)。ところが、この方法では、一旦冷却固化させたポリブチレンテレフタレートを再度昇温する必要があるため、エネルギーロスが大きくなるという問題がある。また、通常の溶融成形はポリブチレンテレフタレートの融点以上で行われるため、従来のポリブチレンテレフタレートでは、固相重合によって末端カルボキシル基濃度を低減させても、成型時に再び末端カルボキシル基濃度の上昇が起こるという問題がある。この末端カルボキシル基濃度の上昇は、ブタジエンやテトラヒドロフランを発生する反応と表裏一体であるため(例えば非特許文献1参照)、結果的に成型時のガスの発生が多くなるという問題も惹起する。   In order to solve the above problems, it is widely practiced to reduce the terminal carboxyl group concentration by solidifying the polybutylene terephthalate obtained by melt polymerization once and solid-phase polymerization at a temperature below its melting point ( For example, see Patent Document 1). However, this method has a problem that energy loss increases because it is necessary to raise the temperature of the polybutylene terephthalate once cooled and solidified. In addition, since ordinary melt molding is performed at a temperature higher than the melting point of polybutylene terephthalate, in conventional polybutylene terephthalate, even if the terminal carboxyl group concentration is reduced by solid phase polymerization, the terminal carboxyl group concentration rises again during molding. There is a problem. This increase in the terminal carboxyl group concentration is inextricably linked with the reaction for generating butadiene and tetrahydrofuran (see, for example, Non-Patent Document 1), and as a result, there is a problem that the generation of gas during molding increases.

このような溶融時の末端カルボキシル基濃度の上昇速度は、触媒として添加されポリブチレンテレフタレート中に残存しているチタン化合物の存在によって促進されると考えられるが、これを抑制するためにチタン化合物を減らそうとすると、重合速度が遅くなり、実用的な重合速度でポリブチレンテレフタレートを製造する場合は重合温度を上げざるを得なくなる。そのため、結果として、末端カルボキシル基濃度が上昇する分解反応を促進し、意図したようには末端カルボキシル基濃度が低下しない。また、高温の反応は色調の悪化を招き、商品価値を落とすという問題もある。   The rate of increase in the terminal carboxyl group concentration at the time of melting is considered to be promoted by the presence of the titanium compound added as a catalyst and remaining in the polybutylene terephthalate. If it is attempted to reduce the polymerization rate, the polymerization rate becomes slow, and when producing polybutylene terephthalate at a practical polymerization rate, the polymerization temperature must be increased. Therefore, as a result, the decomposition reaction in which the terminal carboxyl group concentration increases is promoted, and the terminal carboxyl group concentration does not decrease as intended. In addition, there is a problem that the reaction at a high temperature causes a deterioration of the color tone and decreases the commercial value.

上記のような問題を解決するため、触媒として特定のモル比のチタン化合物と特定の金属化合物を使用することにより重合温度を低く設定する方法(例えば特許文献2参照)や特定状態のチタンの使用が提案されている(例えば特許文献3参照)。しかしながら、これらの方法においても上記課題の解決は十分とは言えず、ポリブチレンテレフタレートへの品質要求が高まる中で、満足できる方法とは言えなかった。   In order to solve the above problems, a method of setting a polymerization temperature low by using a specific molar ratio of a titanium compound and a specific metal compound as a catalyst (see, for example, Patent Document 2) or use of titanium in a specific state Has been proposed (see, for example, Patent Document 3). However, even with these methods, it cannot be said that the above-mentioned problem is sufficiently solved, and it cannot be said that the method is satisfactory as the quality requirements for polybutylene terephthalate increase.

ポリブチレンテレフタレートの製造方法としては、一般に、原料にジメチルテレフタレートと1,4―ブタンジオールを使用するエステル交換法(DMT法)又はテレフタル酸と1,4―ブタンジオールを使用する直接重合法が知られているが、エステル交換法は反応の副生物としてメタノールが発生し、副生低分子量物の回収処理の問題を有していることから、近年では、原料原単位的に有利な直接重合法が注目され、更には、製品品質の安定性、生産設備の小型化、エネルギー効率等の観点から、連続的に原料を供給し、連続的に製品を得る直接連続重合法が注目されている。   Generally known methods for producing polybutylene terephthalate include transesterification using dimethyl terephthalate and 1,4-butanediol as raw materials (DMT method) or direct polymerization using terephthalic acid and 1,4-butanediol. However, in the transesterification method, methanol is generated as a by-product of the reaction, and there is a problem of recovery treatment of by-product low molecular weight substances. Further, from the viewpoints of stability of product quality, miniaturization of production equipment, energy efficiency, and the like, a direct continuous polymerization method in which raw materials are continuously supplied and products are continuously obtained is attracting attention.

ところが、ポリブチレンテレフタレートの製造で使用されるチタン触媒は、その一部がポリブチレンテレフタレートの製造工程の途中で失活してしまうという問題があり、当該失活は、原料としてテレフタル酸を使用する直接連続重合法の場合に顕著である(例えば特許文献4及び5参照)。チタン触媒の失活は、文字通り反応性の悪化を招くだけでなく、ヘイズの悪化や異物の増加を招くという深刻な問題がある。   However, the titanium catalyst used in the production of polybutylene terephthalate has a problem that a part thereof is deactivated during the production process of polybutylene terephthalate, and the deactivation uses terephthalic acid as a raw material. This is remarkable in the direct continuous polymerization method (see, for example, Patent Documents 4 and 5). The deactivation of the titanium catalyst literally has a serious problem of not only causing a deterioration in reactivity but also causing a haze deterioration and an increase in foreign matters.

これらの問題を解決するために、ポリブチレンテレフタレート製造の際に添加する有機チタン化合物の量を規定し、初期のエステル化反応段階で有機スズ化合物を共存させる方法(例えば特許文献4及び6参照)、更に、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールを連続的にエステル化する反応を2段階に分け、第1段階のエステル化反応では有機スズ化合物のみを添加し、第2段階のエステル化反応で有機チタン化合物を追添加し、触媒由来の異物やヘイズを低減する方法が提案されている(例えば特許文献7参照)。ところが、これらの方法では、異物やヘイズの低減効果は限定的であるだけでなく、スズ化合物の多量添加によるポリブチレンテレフタレートの色調の悪化を招くという問題がある。   In order to solve these problems, a method of prescribing the amount of the organic titanium compound to be added in the production of polybutylene terephthalate and allowing the organic tin compound to coexist in the initial esterification reaction stage (see, for example, Patent Documents 4 and 6). Furthermore, the reaction of continuously esterifying terephthalic acid and 1,4-butanediol is divided into two stages. In the first stage esterification reaction, only an organotin compound is added, and in the second stage esterification reaction, A method of adding an organic titanium compound to reduce foreign matters and haze derived from a catalyst has been proposed (see, for example, Patent Document 7). However, these methods have a problem that not only the effect of reducing foreign matter and haze is limited, but also the color tone of polybutylene terephthalate is deteriorated due to the addition of a large amount of tin compound.

更に、ポリブチレンテレフタレートの直接連続重合法では、初期のエステル化反応でテトラヒドロフランが副生し、原料の1,4−ブタンジオールの原単位を悪化させるという問題がある。この問題を解決するために、エステル化反応時のテレフタル酸に対する1,4−ブタンジオールのモル比を比較的低く設定し、チタンの他にスズを共存させる方法が提案されているが(例えば特許文献6参照)、依然として得られたポリブチレンテレフタレートの溶液ヘイズは高く、触媒の失活の問題は何ら解決されていない。また、エステル化を特定温度、特定圧力で行う方法も提案されているが(例えば特許文献8参照)、この方法においてもテトラヒドロフランの副生抑制と触媒の失活防止は両立できなかった。   Furthermore, in the direct continuous polymerization method of polybutylene terephthalate, tetrahydrofuran is produced as a by-product in the initial esterification reaction, and the basic unit of 1,4-butanediol as a raw material is deteriorated. In order to solve this problem, a method has been proposed in which the molar ratio of 1,4-butanediol to terephthalic acid during the esterification reaction is set to be relatively low and tin is allowed to coexist with titanium (for example, patents). The solution haze of the obtained polybutylene terephthalate is still high, and the problem of catalyst deactivation has not been solved at all. In addition, a method of performing esterification at a specific temperature and a specific pressure has been proposed (see, for example, Patent Document 8). However, even in this method, it was impossible to achieve both suppression of tetrahydrofuran by-product and prevention of catalyst deactivation.

飽和ポリエステル樹脂ハンドブック(1989年12月22日、 日刊工業新聞社発行、第274頁)Saturated polyester resin handbook (December 22, 1989, published by Nikkan Kogyo Shimbun, page 274) 特開平9−316183号公報JP-A-9-316183 特開平8−20638号公報JP-A-8-20638 特開平8−41182号公報JP-A-8-41182 特開2002−284868号公報JP 2002-284868 A 特開2002−284870号公報JP 2002-284870 A 特開平10−330469号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-330469 特開平10−330468号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-330468 特開昭62−195017号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-195017

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、テトラヒドロフラン副生を抑制しながら、生産性を犠牲にすることなく、色調、耐加水分解性、熱安定性、透明性、成形性に優れ、しかも、異物の低減された、フィルム、モノフィラメント、繊維、電気電子部品、自動車部品などに好適に使用することが出来るポリブチレンテレフタレートの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to suppress color by-product, hydrolysis resistance, thermal stability, transparency, molding without sacrificing productivity while suppressing tetrahydrofuran by-product. Another object of the present invention is to provide a method for producing polybutylene terephthalate which is excellent in properties and can be suitably used for films, monofilaments, fibers, electrical and electronic parts, automobile parts and the like with reduced foreign matter.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、触媒としてチタン化合物および周期表1族および2族から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物を使用して特定の態様でエステル化反応および重合反応を行うならば、驚くべきことに、チタン触媒の失活を防ぎ、熱分解反応に起因する末端カルボキシル基の上昇を抑制しながら、低末端カルボキシル基濃度のポリブチレンテレフタレートが得られ、更には、溶融押出時や成型時における末端カルボキシル基濃度の上昇も抑制可能であり、加えて重縮合反応が大幅に促進されるために、色調や熱安定性に優れたポリブチレンテレフタレートを効率的に製造することが可能であるとの知見を得、本発明の完成に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a titanium compound and a compound of at least one metal selected from Groups 1 and 2 of the periodic table as a catalyst in a specific mode. Surprisingly, if the esterification reaction and the polymerization reaction are performed, polybutylene terephthalate having a low terminal carboxyl group concentration is prevented while preventing the deactivation of the titanium catalyst and suppressing the increase of the terminal carboxyl group due to the thermal decomposition reaction. The polybutylene terephthalate is excellent in color and thermal stability because it can suppress the increase in terminal carboxyl group concentration during melt extrusion and molding, and the polycondensation reaction is greatly accelerated. As a result, the present invention has been completed.

本発明の要旨は、触媒としてチタン化合物と周期表1族および2族から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物とを使用し、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールとからポリブチレンテレフタレートを連続的に製造するに当たり、次の(a)〜(c)の条件を満足することを特徴とするポリブチレンテレフタレートの製造方法に存する。   The gist of the present invention is that a titanium compound and a compound of at least one metal selected from Groups 1 and 2 of the periodic table are used as a catalyst, and polybutylene terephthalate is continuously produced from terephthalic acid and 1,4-butanediol. In producing the polybutylene terephthalate, the following conditions (a) to (c) are satisfied.

(a)チタン原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり460μmol以下のチタン触媒の存在下にテレフタル酸と1,4−ブタンジオールを連続的にエステル化反応してオリゴマーを得る。 (A) An oligomer is obtained by continuously esterifying terephthalic acid and 1,4-butanediol in the presence of 460 μmol or less of titanium catalyst per 1 mol of terephthalic acid units as titanium atoms.

(b)金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり450μmol以下の周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物の存在下に上記のオリゴマーを連続的に重縮合反応させる。 (B) The above oligomer is continuously subjected to a polycondensation reaction in the presence of at least one metal compound selected from metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table of 450 μmol or less per 1 mol of terephthalic acid unit as a metal atom.

(c)上記の金属の化合物は、エステル化率90%以上のオリゴマーに至る前の段階においては金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり300μmol以下の範囲で添加してもよいが、エステル化率90%以上のオリゴマーに至った以降の段階においては金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり10μmol以上添加する。 (C) The metal compound may be added as a metal atom in a range of 300 μmol or less per 1 mole of terephthalic acid unit before reaching an oligomer having an esterification rate of 90% or more, but the esterification rate is 90%. In the stage after reaching the above oligomer, 10 μmol or more per 1 mol of terephthalic acid unit is added as a metal atom.

そして、本発明の第2の要旨は、上記の製造方法により得られたポリブチレンテレフタレートを、更に融点未満の温度で固相重縮合させることを特徴とするポリブチレンテレフタレートの製造方法に存する。   And the 2nd summary of this invention exists in the manufacturing method of the polybutylene terephthalate characterized by carrying out the solid phase polycondensation of the polybutylene terephthalate obtained by said manufacturing method at the temperature below melting | fusing point further.

本発明によれば、色調、耐加水分解性、熱安定性、透明性、成形性に優れ、しかも、異物の低減された、フィルム、モノフィラメント、繊維、電気電子部品、自動車部品などに好適に使用することが出来るポリブチレンテレフタレートの製造方法が提供される。   According to the present invention, it is suitable for use in films, monofilaments, fibers, electrical and electronic parts, automobile parts, etc. that are excellent in color tone, hydrolysis resistance, thermal stability, transparency, moldability, and reduced foreign matter. A process for producing polybutylene terephthalate that can be provided is provided.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明におけるポリブチレンテレフタレート(以下、PBTと略記することがある)とは、テレフタル酸単位および1,4−ブタンジオール単位がエステル結合した構造を有し、ジカルボン酸単位の50モル%以上がテレフタル酸単位から成り、ジオール成分の50モル%以上が1,4−ブタンジオール単位から成る高分子を言う。全ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上、最適には98%以上であり、全ジオール単位中の1,4ブタンジオール単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上、最適には98%以上である。テレフタル酸単位または1,4−ブタンジオール単位が50モル%より少ない場合は、PBTの結晶化速度が低下し、成形性の悪化を招く。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The polybutylene terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as PBT) in the present invention has a structure in which a terephthalic acid unit and a 1,4-butanediol unit are ester-bonded, and 50 mol% or more of dicarboxylic acid units are terephthalic. It refers to a polymer composed of acid units, wherein 50 mol% or more of the diol component is composed of 1,4-butanediol units. The proportion of terephthalic acid units in all dicarboxylic acid units is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, particularly preferably 95 mol% or more, and optimally 98% or more. The proportion of 1,4 butanediol units is preferably at least 70 mol%, more preferably at least 80 mol%, particularly preferably at least 95 mol%, and optimally at least 98%. When the amount of terephthalic acid units or 1,4-butanediol units is less than 50 mol%, the crystallization rate of PBT is lowered, and the moldability is deteriorated.

本発明において、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分には特に制限はなく、例えば、フタル酸、イソフタル酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4'−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4'−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸、マロン酸、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、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸などを挙げることが出来る。これらのジカルボン酸成分は、ジカルボン酸として、または、ジカルボン酸エステル、ジカルボン酸ハライド等のジカルボン酸誘導体を原料として、ポリマー骨格に導入できる。   In the present invention, the dicarboxylic acid component other than terephthalic acid is not particularly limited. For example, phthalic acid, isophthalic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, 4,4′-diphenyletherdicarboxylic acid, 4,4′-benzophenone Aromatic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acid, 4,4′-diphenoxyethanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3- Aliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid I can list them. These dicarboxylic acid components can be introduced into the polymer skeleton as a dicarboxylic acid or using a dicarboxylic acid derivative such as a dicarboxylic acid ester or a dicarboxylic acid halide as a raw material.

本発明において、1,4−ブタンジオール以外のジオール成分には特に制限はなく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリ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、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール等の脂肪族ジオール、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、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール等の脂環式ジオール、キシリレングリコール、4,4'−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン等の芳香族ジオール等を挙げることが出来る。   In the present invention, the diol component other than 1,4-butanediol is not particularly limited. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, polypropylene glycol, polytetra Methylene glycol, dibutylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, aliphatic diols such as 1,8-octanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol , 1,1-cyclohexanedimethylol, 1,4-cyclohexanedimethylol and other alicyclic diols, xylylene glycol, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, bis ( 4- And aromatic diols such as hydroxyphenyl) sulfone.

本発明においては、更に、乳酸、グリコール酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、p−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸、アルコキシカルボン酸、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、ステアリン酸、安息香酸、t−ブチル安息香酸、ベンゾイル安息香酸などの単官能成分、トリカルバリル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、没食子酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール等の三官能以上の多官能成分などを共重合成分として使用することが出来る。   In the present invention, hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, glycolic acid, m-hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthalenecarboxylic acid, p-β-hydroxyethoxybenzoic acid, and alkoxycarboxylic acids. Monofunctional components such as acid, stearyl alcohol, benzyl alcohol, stearic acid, benzoic acid, t-butylbenzoic acid, benzoylbenzoic acid, tricarbaric acid, trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, gallic acid, trimethylolethane Trifunctional or polyfunctional components such as trimethylolpropane, glycerol and pentaerythritol can be used as the copolymerization component.

先ず、本発明においては、チタン原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり460μmol以下のチタン触媒の存在下にテレフタル酸と1,4−ブタンジオールを連続的にエステル化反応してオリゴマーを得る。   First, in the present invention, terephthalic acid and 1,4-butanediol are continuously esterified in the presence of 460 μmol or less of titanium catalyst per mol of terephthalic acid units as titanium atoms to obtain oligomers.

チタン触媒の具体例としては、酸化チタン、四塩化チタン等の無機チタン化合物、テトラメチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタンアルコラート、テトラフェニルチタネート等のチタンフェノラート等が挙げられる。これらの中ではテトラアルキルチタネートが好ましく、その中ではテトラブチルチタネートが好ましい。   Specific examples of the titanium catalyst include inorganic titanium compounds such as titanium oxide and titanium tetrachloride, titanium alcoholates such as tetramethyl titanate, tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate, and titanium phenolates such as tetraphenyl titanate. Among these, tetraalkyl titanate is preferable, and among them, tetrabutyl titanate is preferable.

チタン触媒の使用量の上限は、チタン原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たりの値として、好ましくは320μmol、更に好ましくは230μmol、特に好ましくは190μmolである。チタン触媒の使用量の下限は、特に制限されないが、上記と同一基準の値として、通常45μmol、好ましくは90μmol、更に好ましくは130μmolである。チタン触媒の使用量が多過ぎる場合は、色調、耐加水分解性などが悪化し、チタン触媒の失活物由来の異物が増加する傾向にあり、チタン触媒の使用量が少な過ぎる場合は、重合性が悪化したり、副生するTHF量が増加したりする傾向にある。なお、本発明において、複数段のエステル化反応装置を使用し、徐々にエステル化率を上昇させる場合は、必ずしも1段目のエステル化反応装置においてチタン触媒の必要量の全量を添加する必要はなく、1段目のエステル化反応装置において添加を行わないことも可能であり、エステル化反応の終了までに必要な量が添加されていればよい。   The upper limit of the amount of titanium catalyst used is preferably 320 μmol, more preferably 230 μmol, and particularly preferably 190 μmol, as a value per 1 mol of terephthalic acid unit as a titanium atom. The lower limit of the amount of titanium catalyst used is not particularly limited, but is usually 45 μmol, preferably 90 μmol, and more preferably 130 μmol, as the same reference value as above. If the amount of titanium catalyst used is too large, the color tone, hydrolysis resistance, etc. tend to deteriorate, and foreign matter derived from the deactivated titanium catalyst tends to increase. If the amount of titanium catalyst used is too small, polymerization will occur. There is a tendency that the property deteriorates and the amount of THF produced as a by-product increases. In the present invention, when a plurality of esterification reactors are used and the esterification rate is gradually increased, it is not always necessary to add all of the necessary amount of the titanium catalyst in the first esterification reactor. In addition, it is possible not to perform the addition in the first-stage esterification reaction apparatus, and it is sufficient that a necessary amount is added by the end of the esterification reaction.

また、チタン触媒は溶媒などに溶解させたり希釈させたりせずに直接エステル化反応器に供給することも出来るが、供給量を安定化させ、反応器の熱媒ジャケット等からの熱による変性、失活による異物発生などの悪影響を軽減するためには、1,4−ブタンジオール等の溶媒で希釈することが好ましい。この際の濃度は、適宜決められるが、一般的にはチタン触媒濃度として、通常0.01〜20重量%、好ましくは0.05〜10重量%、更に好ましくは0.08〜8重量%である。   In addition, the titanium catalyst can be directly supplied to the esterification reactor without being dissolved or diluted in a solvent or the like, but the supply amount is stabilized, and modification by heat from the heating medium jacket of the reactor, In order to reduce adverse effects such as generation of foreign matter due to deactivation, it is preferable to dilute with a solvent such as 1,4-butanediol. The concentration at this time is determined as appropriate, but generally the titanium catalyst concentration is usually 0.01 to 20% by weight, preferably 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.08 to 8% by weight. is there.

中でも、異物低減の観点から、チタン触媒が0.01〜20重量%(好ましくは1〜10重量%)の1,4−ブタンジオール溶液として供給され、かつ、当該溶液中の水分濃度が0.05〜1.0重量%であることが好ましい。また、チタン触媒溶液は、劣化防止、析出防止、異物抑制の点から、テレフタル酸とは反応器に供給する前に混合せずに、独立に供給することが好ましい。   Among these, from the viewpoint of reducing foreign matters, the titanium catalyst is supplied as a 0.01 to 20% by weight (preferably 1 to 10% by weight) 1,4-butanediol solution, and the water concentration in the solution is 0.1. It is preferable that it is 05-1.0 weight%. Moreover, it is preferable to supply a titanium catalyst solution independently without mixing with a terephthalic acid before supplying to a reactor from the point of deterioration prevention, precipitation prevention, and foreign material control.

また、本発明の製造方法ではチタン触媒存在下にエステル化反応を行うことを必須とするが、エステル化反応の後重縮合反応前または重縮合反応中にチタン触媒を更に添加することも可能である。このような場合も、最終的に得られるポリブチレンテレフタレート中のチタン触媒の含有量の上限は、チタン原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり460μmolであることが好ましく、更に好ましくは320μmol、特に好ましくは230μmol、最も好ましくは190μmolである。チタン触媒の含有量が上記の上限を超えると、得られるポリブチレンテレフタレートの色調、耐加水分解性が悪くなる傾向となり、チタン触媒の失活物由来の異物が増加する傾向となる。   Further, in the production method of the present invention, it is essential to perform an esterification reaction in the presence of a titanium catalyst, but it is also possible to further add a titanium catalyst after the esterification reaction or before the polycondensation reaction or during the polycondensation reaction. is there. Even in such a case, the upper limit of the content of the titanium catalyst in the finally obtained polybutylene terephthalate is preferably 460 μmol per 1 mole of terephthalic acid unit as a titanium atom, more preferably 320 μmol, particularly preferably 230 μmol, Most preferably, it is 190 μmol. When the content of the titanium catalyst exceeds the above upper limit, the color tone and hydrolysis resistance of the resulting polybutylene terephthalate tend to deteriorate, and foreign matters derived from the deactivated material of the titanium catalyst tend to increase.

チタンの他に、スズが触媒として使用されていてもよい。スズは、通常、スズ化合物として使用され、その具体例としては、ジブチルスズオキサイド、メチルフェニルスズオキサイド、テトラエチルスズ、ヘキサエチルジスズオキサイド、シクロヘキサヘキシルジスズオキサイド、ジドデシルスズオキサイド、トリエチルスズハイドロオキサイド、トリフェニルスズハイドロオキサイド、トリイソブチルスズアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジフェニルスズジラウレート、モノブチルスズトリクロライド、トリブチルスズクロライド、ジブチルスズサルファイド、ブチルヒドロキシスズオキサイド、メチルスタンノン酸、エチルスタンノン酸、ブチルスタンノン酸などが挙げられる。   In addition to titanium, tin may be used as a catalyst. Tin is usually used as a tin compound, and specific examples thereof include dibutyltin oxide, methylphenyltin oxide, tetraethyltin, hexaethylditin oxide, cyclohexahexylditin oxide, didodecyltin oxide, triethyltin hydroxide. , Triphenyltin hydroxide, triisobutyltin acetate, dibutyltin diacetate, diphenyltin dilaurate, monobutyltin trichloride, tributyltin chloride, dibutyltin sulfide, butylhydroxytin oxide, methylstannic acid, ethylstannic acid, butylstannic acid Is mentioned.

スズはポリブチレンテレフタレートの色調を悪化させるため、その添加量はスズ原子として、通常200ppm以下、好ましくは100ppm以下、更に好ましくは10ppm以下であり、中でも添加しないことが最も好ましい。   Since tin deteriorates the color tone of polybutylene terephthalate, its addition amount is usually 200 ppm or less, preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and most preferably not added as tin atoms.

次いで、本発明においては、金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり450μmol以下の周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物の存在下に上記のオリゴマー連続的に重縮合反応させる。重縮合反応時に存在する周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物の上限は、金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり、好ましくは300μmol、更に好ましくは180μmol、特に好ましくは130μmol、最も好ましくは100μmolである。重縮合反応時に存在する周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物が上記の上限を超えると、重縮合反応が進むにつれて重縮合反応速度が低下する傾向となり、得られるポリブチレンテレフタレートの色調や耐加水分解性が悪化する場合がある。なお、上記の値は金属種が複数含まれている場合にはその合計量を指す。   Next, in the present invention, the above oligomer continuous polycondensation reaction is carried out in the presence of at least one metal compound selected from metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table of 450 μmol or less per 1 mol of terephthalic acid unit as a metal atom. Let The upper limit of the compound of at least one metal selected from the metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table existing during the polycondensation reaction is preferably 300 μmol, more preferably 180 μmol, particularly preferably per 1 mol of terephthalic acid unit as a metal atom. 130 μmol, most preferably 100 μmol. When the compound of at least one metal selected from metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table existing during the polycondensation reaction exceeds the above upper limit, the polycondensation reaction rate tends to decrease as the polycondensation reaction proceeds. The color tone and hydrolysis resistance of the polybutylene terephthalate obtained may deteriorate. In addition, said value points out the total amount, when multiple metal seed | species is contained.

周期表1族金属の化合物の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムの各種化合物が挙げられ、周期表2族金属の化合物の具体例としては、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るが、取り扱いや入手の容易さ、触媒効果の点から、リチウム、ナトリウム、カリウム、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又はリチウム化合物が好ましく、特には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。   Specific examples of Group 1 metal compounds include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium compounds. Specific examples of Group 2 metal compounds include beryllium, magnesium, calcium, strontium, Although various compounds of barium are mentioned, the compound of lithium, sodium, potassium, magnesium, and calcium is preferable from the point of handling and availability, and a catalyst effect, and especially magnesium or a lithium compound excellent in a catalyst effect is preferable. Is preferably a magnesium compound. 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.

上記の金属化合物は、エステル化率90%以上のオリゴマーに至る前の段階においては金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり300μmol以下の範囲で添加してもよいが、エステル化率90%以上のオリゴマーに至った以降の段階においては金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり10μmol以上添加する。   The metal compound may be added as a metal atom in the range of 300 μmol or less per mol of terephthalic acid unit in the stage before reaching an oligomer having an esterification rate of 90% or more. In the subsequent stage, 10 μmol or more per 1 mol of terephthalic acid unit is added as a metal atom.

オリゴマーのエステル化率は計算式(1)によって酸価およびケン化価から算出することが出来る。酸価は、ジメチルホルムアミドにオリゴマーを溶解させ、0.1NのKOH/メタノール溶液を使用して滴定により求め、ケン化価は0.5NのKOH/エタノール溶液でオリゴマーを加水分解し、0.5Nの塩酸で滴定し求めることが出来る。   The esterification rate of the oligomer can be calculated from the acid value and the saponification value by the calculation formula (1). The acid value is obtained by dissolving the oligomer in dimethylformamide and titrating using a 0.1N KOH / methanol solution. The saponification value is obtained by hydrolyzing the oligomer with a 0.5N KOH / ethanol solution. It can be obtained by titration with hydrochloric acid.

エステル化率90%以上のオリゴマーに至る前の段階において添加する金属化合物の量が上記の範囲を超える場合は、エステル化反応が阻害され、色調の悪化やTHFの副生量の増加を招く。この段階での金属化合物の使用量は、前記と同一基準の値として、好ましくは270μmol以下、更に好ましくは130μmol以下、特に好ましくは90μmol、最も好ましくは45μmolであり、この段階においては前記の金属化合物を添加しないことが最も好ましい。   When the amount of the metal compound added in the stage before reaching the oligomer having an esterification rate of 90% or more exceeds the above range, the esterification reaction is inhibited, resulting in a deterioration in color tone and an increase in the amount of THF by-produced. The amount of the metal compound used at this stage is preferably 270 μmol or less, more preferably 130 μmol or less, particularly preferably 90 μmol, and most preferably 45 μmol as the same standard value as described above. Most preferably, is not added.

エステル化率90%以上のオリゴマーに至った以降の段階において添加する金属化合物の使用量の下限は、前記の通り10μmolであるが、好ましくは45μmol、更に好ましくは80μmolである。一方、その上限は、前記と同一基準の値として、通常300μmol以下、好ましくは180μmol以下、更に好ましくは130μmol以下、特に好ましくは100μmol以下である。周期表1族および2族の金属の化合物は、初期の重縮合速度を大きくし、得られるPBTの色調や耐加水分解性などを向上させる。しかしながら、その使用量が多過ぎる場合は、後期の重縮合速度を低下させるため、上記の効果が発現されず、少な過ぎる場合は、初期の重縮合速度の向上が認められない。   As described above, the lower limit of the amount of the metal compound to be added in the stage after reaching the oligomer having an esterification rate of 90% or more is 10 μmol, preferably 45 μmol, and more preferably 80 μmol. On the other hand, the upper limit is usually 300 μmol or less, preferably 180 μmol or less, more preferably 130 μmol or less, and particularly preferably 100 μmol or less as the same reference value as described above. The compounds of Group 1 and Group 2 metals in the periodic table increase the initial polycondensation rate, and improve the color tone and hydrolysis resistance of the resulting PBT. However, when the amount used is too large, the late polycondensation rate is lowered, so that the above effect is not exhibited. When the amount is too small, the initial polycondensation rate is not improved.

また、本発明において、チタン原子に対する周期表1族および2族から選ばれる少なくとも1種の金属のモル比[(周期表1族+2族金属)/チタン)]は、通常0.1〜5、好ましくは0.1〜2、更に好ましくは0.3〜1.0、特に好ましくは0.3〜0.8である。   In the present invention, the molar ratio [(periodic group 1 group + group 2 metal) / titanium) of at least one metal selected from Group 1 and Group 2 of the periodic table to titanium atoms is usually 0.1 to 5, Preferably it is 0.1-2, More preferably, it is 0.3-1.0, Most preferably, it is 0.3-0.8.

チタン原子などの金属含有量は、湿式灰化などの方法でポリマー中の金属を回収した後、原子発光、原子吸光、InductivelyCoupled Plasma(ICP)等の方法を使用して測定することが出来る。   The metal content such as titanium atom can be measured using a method such as atomic emission, atomic absorption, or inductively coupled plasma (ICP) after recovering the metal in the polymer by a method such as wet ashing.

エステル化率90%以上のオリゴマーに至った以降の段階において添加する金属化合物は次の様に添加するのがよい。すなわち、反応器の出口における固有粘度が通常0.50dL/g以下、好ましくは0.40dL/g以下、更に好ましくは0.30dL/g以下の段階で添加する。上記の固有粘度は、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃で測定した値である。   The metal compound to be added in the stage after reaching the oligomer having an esterification rate of 90% or more is preferably added as follows. That is, the intrinsic viscosity at the outlet of the reactor is usually 0.50 dL / g or less, preferably 0.40 dL / g or less, more preferably 0.30 dL / g or less. The intrinsic viscosity is a value measured at 30 ° C. using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (weight ratio 1/1).

また、添加方法としては、重縮合反応器の気相部経由で液相部に添加する方法、液相部に直接添加する方法などが挙げられるが、エントレインメント、失活、析出などを防止するためには、オリゴマーの抜出ライン(エステル化工程の最終反応槽からオリゴマーを抜出し、これを重縮合工程の最初の反応槽へ供給する配管)に添加し、ここから重縮合工程へ供給する方法が好ましい。   Examples of the addition method include a method of adding to the liquid phase part via the gas phase part of the polycondensation reactor, a method of adding directly to the liquid phase part, etc., but prevents entrainment, deactivation, precipitation and the like. In order to achieve this, a method for supplying the oligomer to the polycondensation process by adding it to the oligomer extraction line (piping the oligomer from the final reaction tank in the esterification process and supplying it to the first reaction tank in the polycondensation process) Is preferred.

また、前記の金属化合物は、溶媒などに溶解させたり希釈させたりせずに直接添加することも出来るが、供給量を安定化させ、熱媒ジャケット等からの熱による変性、失活による異物発生などの悪影響を軽減するためには、ジオール、水などの溶媒で希釈して添加することが好ましい。この際の濃度の上限値は、金属化合物濃度として、通常10重量%、好ましくは3重量%、更に好ましくは1.5重量%、特に好ましくは0.5重量%であり、その下限値は、金属化合物濃度として、通常0.01重量%、好ましくは0.05重量%、更に好ましくは0.1重量%である。金属化合物の濃度が高すぎる場合は、溶媒による希釈効果がなくなり、低すぎる場合は、希釈溶媒を多量に反応器に送り込むこととなるため、分子量の低下を招いたり、反応器や減圧装置など、重縮合設備への負荷が増大する。   In addition, the metal compound can be added directly without dissolving or diluting in a solvent or the like. However, the supply amount is stabilized, and heat generation from a heat medium jacket, etc., denaturation due to deactivation. In order to reduce adverse effects such as these, it is preferable to add after diluting with a solvent such as diol or water. The upper limit value of the concentration at this time is usually 10% by weight, preferably 3% by weight, more preferably 1.5% by weight, and particularly preferably 0.5% by weight, as the metal compound concentration. The concentration of the metal compound is usually 0.01% by weight, preferably 0.05% by weight, and more preferably 0.1% by weight. If the concentration of the metal compound is too high, the dilution effect due to the solvent will be lost, and if it is too low, a large amount of the diluted solvent will be sent to the reactor, leading to a decrease in molecular weight, The load on the polycondensation equipment increases.

希釈溶媒の少なくとも1つとしては、プロセスへ与える影響が軽微な1,4−ブタンジオールが好ましく、その濃度は、金属化合物を含む溶液全体の重量を100重量%とした場合に、通常50重量%以上、好ましくは70重量%以上、更に好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。   As the at least one dilution solvent, 1,4-butanediol having a slight influence on the process is preferable, and the concentration thereof is usually 50% by weight when the total weight of the solution containing the metal compound is 100% by weight. Above, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more.

また、希釈溶媒の少なくとも1つとしては、金属化合物を安定的に溶解させる効果のある水を使用することが好ましい。この際の水の濃度の下限値は、金属化合物を含む溶液全体の重量を100重量%とした場合の値として、通常0.01重量%、好ましくは0.1重量%、更に好ましくは0.3重量%、特に好ましくは0.5重量%である。一方、水の濃度の上限値は、通常30重量%、好ましくは10重量%、更に好ましくは5重量%、特に好ましくは3重量%である。水の濃度が低すぎる場合は、周期表1族および2族の金属の化合物の溶解度が低下し、析出、閉塞、失活などが起き易くなる傾向にあり、高すぎる場合は、オリゴマーやプレポリマーの加水分解を招いたり、減圧装置への負荷が増大したりする傾向にある。   Moreover, it is preferable to use water having an effect of stably dissolving the metal compound as at least one of the dilution solvents. The lower limit value of the water concentration at this time is usually 0.01% by weight, preferably 0.1% by weight, more preferably 0.00% as the value when the total weight of the solution containing the metal compound is 100% by weight. 3% by weight, particularly preferably 0.5% by weight. On the other hand, the upper limit of the water concentration is usually 30% by weight, preferably 10% by weight, more preferably 5% by weight, and particularly preferably 3% by weight. If the water concentration is too low, the solubility of the compounds of the periodic table group 1 and group 2 metals tends to decrease, and precipitation, clogging, deactivation, etc. tend to occur. It tends to cause hydrolysis of the water or increase the load on the decompression device.

本発明における好ましい態様は、溶媒として、1,4−ブタンジオールと水とを使用した溶液を調製する方法である。溶液全体の量に対する濃度として、1,4−ブタンジオールの濃度は、通常50重量%以上、好ましくは60重量%以上、更に好ましくは70重量%以上であり、水の濃度は、通常1重量%以上、好ましくは3重量%以上、更にに好ましくは5重量%以上であり、金属化合物の濃度は、通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上、更に好ましくは3重量%以上である。そして、調製槽などを使用し、通常0〜100℃、好ましくは20〜80℃で調製した後、調製液と1,4−ブタンジオールとを配管で混合させて更に希釈した後、オリゴマー配管に添加する。   A preferred embodiment of the present invention is a method for preparing a solution using 1,4-butanediol and water as a solvent. As the concentration with respect to the total amount of the solution, the concentration of 1,4-butanediol is usually 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and the concentration of water is usually 1% by weight. Above, preferably 3% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, and the concentration of the metal compound is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, more preferably 3% by weight or more. . And after using a preparation tank etc. and preparing normally at 0-100 degreeC, Preferably 20-80 degreeC, after mixing a preparation liquid and 1, 4- butanediol with a pipe and further diluting, it is made into an oligomer pipe. Added.

最終的にオリゴマーの抜出ラインへ添加する際の金属化合物溶液中の金属化合物の濃度は、配管閉塞などのトラブル防止の観点から、前述の様に、通常10重量%以下、好ましくは2重量%以下、更に好ましくは1重量%以下、特に好ましくは0.5重量%以下である。また、最終的にオリゴマー配管へ添加する際の金属化合物溶液の配管線速は、添加配管の閉塞を防止する観点から、通常0.01m/s以上、好ましくは0.03m/s以上、更に好ましくは0.05m/s以上、特に好ましくは0.1m/s以上である。   The concentration of the metal compound in the metal compound solution when finally added to the oligomer extraction line is usually 10% by weight or less, preferably 2% by weight, as described above, from the viewpoint of preventing troubles such as piping blockage. Hereinafter, it is more preferably 1% by weight or less, particularly preferably 0.5% by weight or less. In addition, the pipe speed of the metal compound solution when finally added to the oligomer pipe is usually 0.01 m / s or more, preferably 0.03 m / s or more, more preferably from the viewpoint of preventing the addition pipe from being blocked. Is 0.05 m / s or more, particularly preferably 0.1 m / s or more.

本発明で得られるPBTの末端カルボキシル基濃度の上限は、通常30μeq/g以下、好ましくは25μeq/g以下、更に好ましくは20μeq/g以下、特に好ましくは15μeq/g以下、最も好ましくは10μeq/g以下であり、下限は、通常1μeq/g以上、好ましくは3μeq/g以上、更に好ましくは5μeq/g以上である。末端カルボキシル基濃度が高すぎる場合はPBTの耐加水分解性が悪化する傾向にある。   The upper limit of the terminal carboxyl group concentration of the PBT obtained in the present invention is usually 30 μeq / g or less, preferably 25 μeq / g or less, more preferably 20 μeq / g or less, particularly preferably 15 μeq / g or less, most preferably 10 μeq / g. The lower limit is usually 1 μeq / g or more, preferably 3 μeq / g or more, more preferably 5 μeq / g or more. When the terminal carboxyl group concentration is too high, the hydrolysis resistance of PBT tends to deteriorate.

ところで、PBTの末端カルボキシル基濃度を下げても、混練時や成形時の熱により再び上昇すると、結果的に製品の耐加水分解性を悪化させるだけでなく、テトラヒドロフラン(THF)等のガスの発生を招くことがある。従って、本発明で得られるPBTにおいて、不活性ガス雰囲気下、245℃で40分間、熱処理した際の加水分解反応を除く末端カルボキシル基濃度の上昇は、通常0.1〜20μeq/g、好ましくは0.1〜15μeq/g、更に好ましくは0.1〜10μeq/g、特に好ましくは0.1〜8μeq/gである。   By the way, even if the terminal carboxyl group concentration of the PBT is lowered, if it rises again due to heat during kneading or molding, it not only deteriorates the hydrolysis resistance of the product but also generates gas such as tetrahydrofuran (THF). May be invited. Therefore, in the PBT obtained by the present invention, the increase in the terminal carboxyl group concentration excluding the hydrolysis reaction when heat-treated at 245 ° C. for 40 minutes in an inert gas atmosphere is usually 0.1 to 20 μeq / g, preferably It is 0.1 to 15 μeq / g, more preferably 0.1 to 10 μeq / g, and particularly preferably 0.1 to 8 μeq / g.

加水分解反応は、PBT中に含まれる水分を減少させる操作、具体的には乾燥を十分行えば防止することが可能であり、成形時などに問題となるTHFの発生も伴わないが、加水分解以外の分解反応による末端カルボキシル基濃度の上昇は、乾燥操作で防ぐことが不可能である。一般的には、分子量が低い方が、また、PBT中のチタン濃度が高い方が、加水分解以外の熱分解による末端カルボキシル基濃度の上昇が大きい傾向がある。   The hydrolysis reaction can be prevented by reducing the water content in the PBT, specifically if it is sufficiently dried, and it does not involve the generation of THF, which is a problem during molding. It is impossible to prevent an increase in the terminal carboxyl group concentration due to a decomposition reaction other than the above by a drying operation. In general, the lower the molecular weight and the higher the titanium concentration in PBT, the greater the increase in the terminal carboxyl group concentration due to thermal decomposition other than hydrolysis.

上記の評価法において温度と時間を規定したのは、温度が低すぎたり時間が短すぎたりすると末端カルボキシル基濃度の上昇の速度が小さすぎ、逆の場合は大きすぎて評価が不正確になるためである。また、極端に高い温度で評価すると、末端カルボキシル基が生成する以外の副反応が併発し、評価が不正確になることも理由の一つである。当該熱処理条件では、PBTに含まれる水分が引き起こす加水分解反応以外の反応による数平均分子量の低下は無視することが可能であり、加水分解反応による末端カルボキシル基濃度の上昇分は、熱処理前後の末端グリコール基濃度の上昇分と略同じと見做すことが出来るため、混練時や成形時に問題となる加水分解反応以外の熱分解反応による末端カルボキシル基濃度の上昇分は以下の式(2)で求めることが出来る。   In the above evaluation method, the temperature and time were specified because if the temperature is too low or the time is too short, the rate of increase of the terminal carboxyl group concentration is too small, and in the opposite case, it is too large and the evaluation becomes inaccurate. Because. Another reason is that when the evaluation is performed at an extremely high temperature, side reactions other than the generation of the terminal carboxyl group are accompanied and the evaluation becomes inaccurate. Under the heat treatment conditions, the decrease in the number average molecular weight due to reactions other than the hydrolysis reaction caused by the water contained in the PBT can be ignored, and the increase in the terminal carboxyl group concentration due to the hydrolysis reaction is the end before and after the heat treatment. Since the increase in glycol group concentration can be considered to be substantially the same, the increase in the terminal carboxyl group concentration due to the thermal decomposition reaction other than the hydrolysis reaction, which is a problem during kneading or molding, is expressed by the following formula (2). You can ask.

(式(2)中、ΔAV(d)は加水分解反応以外の熱分解反応による末端カルボキシル基濃度の変化量、ΔAV(t)は熱処理前後の末端カルボキシル基濃度の全変化量、ΔAV(h)は加水分解反応による末端カルボキシル基濃度の変化量、ΔOHは熱処理前後の末端グリコール基濃度の変化量を表す。) (In the formula (2), ΔAV (d) is a change amount of the terminal carboxyl group concentration due to a thermal decomposition reaction other than the hydrolysis reaction, ΔAV (t) is a total change amount of the terminal carboxyl group concentration before and after the heat treatment, and ΔAV (h) Is the amount of change in the terminal carboxyl group concentration due to the hydrolysis reaction, and ΔOH is the amount of change in the terminal glycol group concentration before and after the heat treatment.)

熱分解反応評価の信頼性の観点からは、加水分解反応が少ない方が好ましいため、熱処理に使用するPBTの含水量は、通常200ppm以下が推奨される。熱処理前後の末端グリコール基濃度は、H−NMRによって定量することが出来る。 From the viewpoint of reliability of thermal decomposition reaction evaluation, since it is preferable that the hydrolysis reaction is small, the water content of PBT used for the heat treatment is usually recommended to be 200 ppm or less. The terminal glycol group concentration before and after the heat treatment can be quantified by 1 H-NMR.

本発明で得られるPBTの末端カルボキシル基濃度は、PBTを有機溶媒などに溶解し、水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ溶液を使用して滴定することにより求めることが出来る。   The terminal carboxyl group concentration of the PBT obtained in the present invention can be determined by dissolving PBT in an organic solvent and titrating with an alkali solution such as a sodium hydroxide solution.

本発明で得られるPBTの固有粘度は特に制限されないが、低すぎると機械的物性が低下し、高すぎると流動性が低下し、成形性が悪化するため、その下限は、通常0.70dL/g、好ましくは0.80dL/g、更に好ましくは0.90dL/g、特に好ましくは1.00dL/g、最適には1.10dL/gである。また、その上限は、通常2.50dL/g、好ましくは1.50dL/g、更に好ましくは1.40dL/g、特に好ましくは1.20dL/gである。上記の固有粘度は、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃で測定した値である。   The intrinsic viscosity of the PBT obtained in the present invention is not particularly limited, but if it is too low, the mechanical properties deteriorate, and if it is too high, the fluidity decreases and the moldability deteriorates. Therefore, the lower limit is usually 0.70 dL / g, preferably 0.80 dL / g, more preferably 0.90 dL / g, particularly preferably 1.00 dL / g, optimally 1.10 dL / g. The upper limit is usually 2.50 dL / g, preferably 1.50 dL / g, more preferably 1.40 dL / g, and particularly preferably 1.20 dL / g. The intrinsic viscosity is a value measured at 30 ° C. using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (weight ratio 1/1).

本発明におけるPBTの降温結晶化温度は、通常160〜200℃、好ましくは170〜195℃、更に好ましくは175〜190℃である。本発明における降温結晶化温度とは、示差走査熱量計を使用して樹脂が溶融した状態から降温速度20℃/minで冷却した際に現れる結晶化による発熱ピークの温度である。降温結晶化温度は、結晶化速度と対応し、降温結晶化温度が高いほど結晶化速度が速いため、射出成形に際して冷却時間を短縮し、生産性を高めることが出来る。降温結晶化温度が低い場合は、射出成形に際して結晶化に時間が掛かり、射出成形後の冷却時間を長くせざるを得なくなり、成形サイクルが伸びて生産性が低下する傾向にある。   The temperature lowering crystallization temperature of PBT in the present invention is usually 160 to 200 ° C, preferably 170 to 195 ° C, and more preferably 175 to 190 ° C. The temperature drop crystallization temperature in the present invention is the temperature of an exothermic peak due to crystallization that appears when the resin is melted using a differential scanning calorimeter at a temperature drop rate of 20 ° C./min. The temperature-falling crystallization temperature corresponds to the crystallization speed, and the higher the temperature-falling crystallization temperature, the faster the crystallization speed. Therefore, the cooling time can be shortened and the productivity can be increased during injection molding. When the temperature-falling crystallization temperature is low, crystallization takes time during injection molding, and the cooling time after injection molding has to be lengthened, and the molding cycle tends to increase and productivity tends to decrease.

本発明におけるPBTの環状2量体の含有量は、PBTに対する重量比として、通常5000ppm以下、好ましくは4000ppm以下、更に好ましくは2000ppm以下、特に好ましくは1500ppm以下であり、最も好ましくは800ppm以下であり、その下限値は通常10ppmである。また、環状3量体の含有量は、通常4000ppm以下、好ましくは3000ppm以下、更に好ましくは1000ppm以下、特に好ましくは800ppm以下であり、最も好ましくは500ppm以下であり、その下限値は通常10ppmである。環状2量体および環状3量体の含有量が上記の範囲を超える場合は、金型汚れやロール汚れが惹起され、フィルム表面にブリードアウトし、食品包装などの用途ではその溶出が問題となる。   The content of the cyclic dimer of PBT in the present invention is usually 5000 ppm or less, preferably 4000 ppm or less, more preferably 2000 ppm or less, particularly preferably 1500 ppm or less, and most preferably 800 ppm or less as a weight ratio with respect to PBT. The lower limit is usually 10 ppm. The cyclic trimer content is usually 4000 ppm or less, preferably 3000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, particularly preferably 800 ppm or less, most preferably 500 ppm or less, and its lower limit is usually 10 ppm. . When the content of the cyclic dimer and the cyclic trimer exceeds the above range, mold stains and roll stains are caused, bleed out on the film surface, and elution becomes a problem in uses such as food packaging. .

本発明で得られるPBTの溶液ヘイズは、特に制限されないが、フェノール/テトラクロロエタン混合溶媒(重量比3/2)20mLにPBT2.7gを溶解させて測定した際の溶液ヘイズとして、通常10%以下、好ましくは5%以下、更に好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下である。溶液ヘイズが高い場合は、透明性が悪化し、異物も増加する傾向があるため、フィルム、モノフィラメント、繊維など、特に透明性が要求される用途においては、商品価値を著しく落とす。溶液ヘイズは、チタン触媒の失活が大きい場合に上昇する傾向がある。   The solution haze of PBT obtained in the present invention is not particularly limited, but is usually 10% or less as a solution haze when 2.7 g of PBT is dissolved in 20 mL of a phenol / tetrachloroethane mixed solvent (weight ratio 3/2). , Preferably 5% or less, more preferably 3% or less, particularly preferably 1% or less. When the solution haze is high, transparency tends to deteriorate and foreign matter tends to increase, so that the commercial value is remarkably reduced in applications requiring transparency, such as films, monofilaments, and fibers. The solution haze tends to increase when the deactivation of the titanium catalyst is large.

次に、本発明のPBTの製造方法について詳細に説明する。   Next, the manufacturing method of PBT of this invention is demonstrated in detail.

先ず、本発明においては、エステル化反応器にて、前記チタン触媒の存在下、少なくとも一部の1,4−ブタンジオールをテレフタル酸とは独立にエステル化反応器に供給しながら、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールとを連続的にエステル化する工程が好ましく採用される。以後、テレフタル酸とは独立にエステル化反応器に供給される1,4−ブタンジオールを「別供給1,4−ブタンジオール」と称することがある。   First, in the present invention, in the esterification reactor, at least a part of 1,4-butanediol is supplied to the esterification reactor independently of terephthalic acid in the presence of the titanium catalyst, A step of continuously esterifying 1,4-butanediol is preferably employed. Hereinafter, 1,4-butanediol supplied to the esterification reactor independently of terephthalic acid may be referred to as “separately supplied 1,4-butanediol”.

通常、エステル化反応器より留出した1,4−ブタンジオールは、1,4−ブタンジオール成分以外に、水、THF、アルコール、ジヒドロフラン等の成分を含んでいる。従って、エステル化反応器から留出した成分は、コンデンサ等で捕集した後、または、捕集しながら、水、アルコール、テトラヒドロフラン等の成分と1,4−ブタンジオール分離、精製し、反応器に戻すことが好ましい。   Usually, 1,4-butanediol distilled from the esterification reactor contains components such as water, THF, alcohol, and dihydrofuran in addition to the 1,4-butanediol component. Therefore, the components distilled from the esterification reactor are separated and purified from components such as water, alcohol, tetrahydrofuran and the like after being collected by a condenser or the like while being collected. It is preferable to return to.

また、本発明においては、触媒の失活を防ぐため、エステル化反応に使用されるチタン触媒の内、10重量%以上をテレフタル酸とは独立に反応液液相部に直接供給することが好ましい。ここで、反応液液相部とは、エステル化反応器の気液界面の液相側を示し、反応液液相部に直接供給するとは、配管などを使用し、チタン触媒が反応器の気相部を経由せずに直接液相部分に供給されることを表す。反応液液相部に直接添加するチタン触媒の割合は、好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上である。   In the present invention, in order to prevent deactivation of the catalyst, it is preferable to supply 10% by weight or more of the titanium catalyst used in the esterification reaction directly to the reaction liquid phase part independently of terephthalic acid. . Here, the reaction liquid phase portion indicates the liquid phase side of the gas-liquid interface of the esterification reactor, and the direct supply to the reaction liquid phase portion uses piping or the like, and the titanium catalyst is the gas phase of the reactor. This means that it is directly supplied to the liquid phase part without going through the phase part. The proportion of the titanium catalyst added directly to the reaction liquid phase is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, particularly preferably 80% by weight or more, and most preferably 90% by weight or more.

上記のチタン触媒は、前記のように供給量を安定化させ、反応器の熱媒ジャケット等からの熱による変性などの悪影響を軽減するために、1,4−ブタンジオール等の溶媒で希釈することが好ましい。溶液調製の際の温度は、失活や凝集を防ぐ観点から、通常20〜150℃、好ましくは30〜100℃、更に好ましくは40〜80℃である。また、触媒溶液は、劣化防止、析出防止、失活防止の点から、別供給1,4−ブタンジオールと配管などで混合してエステル化反応器に供給することが好ましい。   The titanium catalyst is diluted with a solvent such as 1,4-butanediol in order to stabilize the supply amount as described above and reduce adverse effects such as denaturation due to heat from the heat medium jacket of the reactor. It is preferable. The temperature for preparing the solution is usually 20 to 150 ° C., preferably 30 to 100 ° C., more preferably 40 to 80 ° C. from the viewpoint of preventing deactivation and aggregation. Moreover, it is preferable to mix a catalyst solution with the separate supply 1, 4- butanediol and piping etc., and supply to an esterification reactor from the point of deterioration prevention, precipitation prevention, and deactivation prevention.

また、周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物をエステル化反応器に供給してもよい。この場合、その供給位置は、制限されず、これら反応器の反応液気相部から反応液上面へ供給してもよいし、反応液液相部に直接供給してもよい。また、この場合、テレフタル酸やチタン触媒と共に供給してもよいし、独立して供給してもよいが、触媒の安定性の観点からはテレフタル酸やチタン触媒とは独立に、反応液気相部から反応液上面に供給することが好ましい。   Further, a compound of at least one metal selected from Group 1 and Group 2 metals may be supplied to the esterification reactor. In this case, the supply position is not limited, and it may be supplied from the reaction solution gas phase portion of these reactors to the upper surface of the reaction solution, or may be supplied directly to the reaction solution liquid phase portion. In this case, it may be supplied together with terephthalic acid or a titanium catalyst, or may be supplied independently. However, from the viewpoint of catalyst stability, the reaction liquid phase is independent of terephthalic acid or titanium catalyst. It is preferable to supply to the upper surface of the reaction liquid from the part.

連続エステル化法の一例は次の通りである。すなわち、テレフタル酸を主成分とする前記ジカルボン酸成分と1,4−ブタンジオールを主成分とする前記ジオール成分とを原料混合槽で混合してスラリーとし、単数または複数段のエステル化反応器内において、チタン触媒の存在下で周期表1族および2族金属の不存在下に連続的にエステル化反応させる。反応温度は、通常180〜260℃、好ましくは200〜245℃、更に好ましくは210〜235℃、反応圧力は、通常20〜133kPa、好ましくは30〜101kPa、更に好ましくは50〜90kPa、反応時間は、通常0.5〜10時間、好ましくは1〜6時間である。   An example of a continuous esterification method is as follows. That is, the dicarboxylic acid component containing terephthalic acid as the main component and the diol component containing 1,4-butanediol as the main component are mixed in a raw material mixing tank to form a slurry, and the inside of the single or multi-stage esterification reactor In the present invention, the esterification reaction is continuously carried out in the presence of a titanium catalyst in the absence of metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table. The reaction temperature is usually 180 to 260 ° C., preferably 200 to 245 ° C., more preferably 210 to 235 ° C., the reaction pressure is usually 20 to 133 kPa, preferably 30 to 101 kPa, more preferably 50 to 90 kPa, and the reaction time is Usually, 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 6 hours.

直接重合法の場合は、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールとのモル比は、以下の式(3)を満たすことが好ましい。   In the case of the direct polymerization method, the molar ratio of terephthalic acid and 1,4-butanediol preferably satisfies the following formula (3).

(式(3)中、BMは単位時間当たりにエステル化反応器に外部から供給される1,4−ブタンジオールのモル数、TMは単位時間当たりにエステル化反応器に外部から供給されるテレフタル酸のモル数を表す。) (In formula (3), BM is the number of moles of 1,4-butanediol supplied from the outside to the esterification reactor per unit time, and TM is terephthalate supplied from the outside to the esterification reactor per unit time. Represents the number of moles of acid.)

上記の「エステル化反応器に外部から供給される1,4−ブタンジオール」とは、原料スラリー又は溶液として、テレフタル酸と共に供給される1,4−ブタンジオールの他、これらとは独立に供給する1,4−ブタンジオール(別供給1,4−ブタンジオール)、チタン触媒の溶媒として使用される1,4−ブタンジオール等、反応器外部から反応器内に入る1,4−ブタンジオールの総和である。   The above "1,4-butanediol supplied from the outside to the esterification reactor" refers to 1,4-butanediol supplied together with terephthalic acid as a raw slurry or solution, and independently supplied from these 1,4-butanediol (separately supplied 1,4-butanediol), 1,4-butanediol used as a solvent for the titanium catalyst, and the like of 1,4-butanediol entering the reactor from the outside of the reactor It is the sum.

上記のBM/TMの値が1.1より小さい場合は、転化率の低下や触媒失活を招き、5.0より大きい場合は、熱効率が低下するだけでなく、テトラヒドロフラン等の副生物が増大する傾向にある。BM/TMの値は、好ましくは1.5〜4.5、更に好ましくは2.0〜4.0、特に好ましくは3.1〜3.8である。   When the above BM / TM value is smaller than 1.1, the conversion rate is lowered and the catalyst is deactivated. When it is larger than 5.0, not only the thermal efficiency is lowered, but also by-products such as tetrahydrofuran increase. Tend to. The value of BM / TM is preferably 1.5 to 4.5, more preferably 2.0 to 4.0, and particularly preferably 3.1 to 3.8.

本発明において、エステル化反応は、反応時間短縮のため、1,4−ブタンジオールの沸点以上の温度で行うことが好ましい。1,4−ブタンジオールの沸点は反応の圧力に依存するが、101.1kPa(大気圧)では230℃、50kPaでは205℃である。   In the present invention, the esterification reaction is preferably performed at a temperature equal to or higher than the boiling point of 1,4-butanediol in order to shorten the reaction time. The boiling point of 1,4-butanediol depends on the reaction pressure, but is 230 ° C. at 101.1 kPa (atmospheric pressure) and 205 ° C. at 50 kPa.

エステル化反応器としては、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、塔型連続反応器などの何れの型式であってもよく、また、単数槽としても、同種もしくは異種の槽を直列または並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器が好ましく、攪拌装置としては、動力部、軸受、軸、攪拌翼から成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などの高速回転するタイプも使用することが出来る。   As the esterification reactor, a known one can be used, which may be any type such as a vertical stirring complete mixing tank, a vertical heat convection mixing tank, a tower type continuous reactor, etc. Alternatively, a plurality of tanks in which the same kind or different kinds of tanks are connected in series or in parallel may be used. Among them, a reactor having a stirrer is preferable. As a stirrer, a normal type including a power unit, a bearing, a shaft, and a stirring blade, a turbine stator type high-speed rotating stirrer, a disk mill type stirrer, a rotor mill type stirrer A type that rotates at high speeds can also be used.

攪拌の形態は、特に制限されず、反応器中の反応液を反応器の上部、下部、横部などから直接攪拌する通常の攪拌方法の他、配管などで反応液の一部を反応器の外部に持ち出してラインミキサー等で攪拌し、反応液を循環させる方法も採ることが出来る。   The form of stirring is not particularly limited, and in addition to the usual stirring method in which the reaction liquid in the reactor is directly stirred from the top, bottom, side, etc. of the reactor, a part of the reaction liquid is connected to the reactor by piping or the like. A method of circulating the reaction solution by taking it outside and stirring it with a line mixer or the like can also be employed.

攪拌翼の種類は、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などが挙げられる。   Known types of stirring blades can be selected, and specific examples include propeller blades, screw blades, turbine blades, fan turbine blades, disk turbine blades, fiddler blades, full zone blades, and Max blend blades.

次いで、上記で得られたエステル化反応生成物またはエステル交換反応生成物としてのオリゴマーは、重縮合反応器に移される。この際のオリゴマーの数平均分子量は、通常300〜3000であり、好ましくは500〜1500である。   Subsequently, the oligomer as the esterification reaction product or transesterification reaction product obtained above is transferred to a polycondensation reactor. In this case, the number average molecular weight of the oligomer is usually 300 to 3000, preferably 500 to 1500.

本発明のPBTの製造においては、通常、複数段、好ましくは2〜5段、特に好ましくは2〜3段の反応条件の異なる重縮合反応器を使用し、順次分子量を上昇させていく。重縮合反応器の形態は、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応器などの何れの型式であってもよく、また、これらを組み合わせることも出来る。中でも、少なくとも1つの重縮合反応器においては攪拌装置を有するタイプであることが好ましく、攪拌装置としては、動力部、軸受、軸、攪拌翼から成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などの高速回転するタイプも使用することが出来る。   In the production of the PBT of the present invention, usually, polycondensation reactors having different reaction conditions in a plurality of stages, preferably 2 to 5 stages, particularly preferably 2 to 3 stages, are used, and the molecular weight is sequentially increased. The form of the polycondensation reactor may be any type such as a vertical stirring complete mixing tank, a vertical heat convection mixing tank, a column type continuous reactor, and the like, and these may be combined. Among them, at least one polycondensation reactor is preferably of a type having a stirrer, and as the stirrer, a normal type consisting of a power unit, a bearing, a shaft, a stirring blade, and a turbine stator type high-speed rotation type A high-speed rotating type such as a stirrer, a disc mill type stirrer, or a rotor mill type stirrer can also be used.

攪拌の形態は、特に制限されず、反応器中の反応液を反応器の上部、下部、横部などから直接攪拌する通常の攪拌方法の他、配管などで反応液の一部を反応器の外部に持ち出してラインミキサー等で攪拌し、反応液を循環させる方法も採ることが出来る。中でも、少なくとも重縮合反応器の1つは、水平方向に回転軸を有する表面更新とセルフクリーニング性に優れた横型の反応器を使用することが推奨される。   The form of stirring is not particularly limited, and in addition to the usual stirring method in which the reaction liquid in the reactor is directly stirred from the top, bottom, side, etc. of the reactor, a part of the reaction liquid is connected to the reactor by piping or the like. A method of circulating the reaction solution by taking it outside and stirring it with a line mixer or the like can also be employed. Among them, at least one of the polycondensation reactors is recommended to use a horizontal reactor having a surface of rotation in the horizontal direction and excellent surface renewal and self-cleaning properties.

本発明においては、エステル化率が90%以上の時点で、周期表1族および2族から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物を添加することが必要である。特に、エステル化反応器でエステル化率90%以上のオリゴマーを得た後、当該オリゴマーを絶対圧力20kPa未満で重縮合反応させる反応器へ供給する配管へ、溶媒で希釈した上記の金属化合物を添加することが好ましい。   In the present invention, it is necessary to add at least one metal compound selected from Group 1 and Group 2 of the periodic table when the esterification rate is 90% or more. In particular, after obtaining an oligomer having an esterification rate of 90% or more in an esterification reactor, the above metal compound diluted with a solvent is added to a pipe for supplying the oligomer to a reactor for polycondensation reaction at an absolute pressure of less than 20 kPa. It is preferable to do.

重縮合反応は好ましくは撹拌下に行われる。そして、反応温度は、通常210〜280℃、好ましくは220〜250℃、更に好ましくは230〜245℃、特に好ましくは少なくとも一つの反応器においては230〜240℃である。反応時間は、通常1〜12時間、好ましくは3〜10時間であり、反応圧力は、通常20kPa未満、好ましくは10kPa未満、特に好ましくは5kPa以下である。着色や劣化を抑え、ビニル基生成などの副反応の増加を抑制するため、少なくとも1つの反応器において、通常1.3kPa以下、好ましくは0.5kPa以下、更に好ましくは0.3kPa以下の高真空下で行うのが好ましい。   The polycondensation reaction is preferably carried out with stirring. The reaction temperature is usually 210 to 280 ° C, preferably 220 to 250 ° C, more preferably 230 to 245 ° C, and particularly preferably 230 to 240 ° C in at least one reactor. The reaction time is usually 1 to 12 hours, preferably 3 to 10 hours, and the reaction pressure is usually less than 20 kPa, preferably less than 10 kPa, particularly preferably 5 kPa or less. In order to suppress coloring and deterioration and suppress an increase in side reactions such as vinyl group generation, in at least one reactor, a high vacuum of usually 1.3 kPa or less, preferably 0.5 kPa or less, more preferably 0.3 kPa or less. Preferably it is carried out below.

重縮合反応により得られたポリマーは、通常、重縮合反応器の底部からポリマー抜き出しダイに移送されてストランド状に抜き出され、水冷されながら又は水冷後、カッターで切断され、ペレット状、チップ状などの粒状体とされる。   The polymer obtained by the polycondensation reaction is usually transferred from the bottom of the polycondensation reactor to a polymer extraction die and extracted in the form of a strand, which is cooled with water or after being cooled with water, and then cut with a cutter to form pellets and chips. And so on.

更に、PBTの重縮合反応工程は、一旦、溶融重縮合で比較的分子量の小さい、例えば、固有粘度0.1〜0.9程度のPBTを製造した後、引き続き、PBTの融点未満の温度で固相重縮合(固相重合)させることも出来る。   Further, the PBT polycondensation reaction step is to produce a PBT having a relatively small molecular weight by melt polycondensation, for example, an intrinsic viscosity of about 0.1 to 0.9, and then at a temperature below the melting point of the PBT. Solid phase polycondensation (solid phase polymerization) can also be performed.

以下、添付図面に基づき、PBTの製造方法の好ましい実施態様を説明する。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。   Hereinafter, preferred embodiments of a method for producing PBT will be described with reference to the accompanying drawings. 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、原料のテレフタル酸は、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)からスラリー又は液体の形態で反応器(A)に供給される。また、チタン触媒は、好ましくは触媒調整槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールの溶液とした後、チタン触媒供給ライン(3)から供給される。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、反応器(A)の液相部に供給する態様を示した。   In FIG. 1, terephthalic acid as a raw material is usually mixed with 1,4-butanediol in a raw material mixing tank (not shown) and transferred from the raw material supply line (1) to the reactor (A) in the form of slurry or liquid. Supplied. Further, the titanium catalyst is preferably supplied from a titanium catalyst supply line (3) after being made into a solution of 1,4-butanediol in a catalyst adjustment tank (not shown). FIG. 1 shows a mode in which a catalyst supply line (3) is connected to a recycle line (2) for recycle 1,4-butanediol, and both are mixed and then supplied to the liquid phase part of the reactor (A). It was.

反応器(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THFである。   The gas distilled from the reactor (A) is separated into a high-boiling component and a low-boiling component in the rectification column (C) through the distillation line (5). Usually, the main component of the high boiling component is 1,4-butanediol, and the main components of the low boiling component are water and THF.

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)から反応器(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)及び循環ライン(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。反応器(A)内で生成したオリゴマーは、抜出ポンプ(B)及びオリゴマーの抜出ライン(4)を経て抜き出される。   The high-boiling components separated in the rectification column (C) are extracted from the extraction line (6), and partly circulated from the recirculation line (2) to the reactor (A) via the pump (D). , 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 oligomer produced in the reactor (A) is withdrawn via a withdrawal pump (B) and an oligomer withdrawal line (4).

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)は反応器(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 reactor (A).

周期表1族および2族から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物は、調製槽(図示せず)で所定濃度に調製した後、図2におけるライン(L7)を経て、1,4−ブタンジオールの供給ライン(L8)に連結され、1,4−ブタンジオールで更に希釈された後、前述の図1に示すオリゴマーの抜出ライン(4)に供給される。   A compound of at least one metal selected from Group 1 and Group 2 of the periodic table is prepared to a predetermined concentration in a preparation tank (not shown), and then passes through line (L7) in FIG. After being further diluted with 1,4-butanediol, it is supplied to the oligomer extraction line (4) shown in FIG.

次に、第1重縮合反応器(a)に供給されたオリゴマーは、減圧下に重縮合されてプレポリマーとなった後、抜出用ギヤポンプ(c)及び抜出ライン(L1)を経て第2重縮合反応器(d)に供給される。第2重縮合反応器(d)では、通常、第1重縮合反応器(a)よりも低い圧力で更に重縮合が進みポリマーとなる。得られたポリマーは、抜出用ギヤポンプ(e)及び抜出ライン(L3)を経て、第3重縮合槽(k)に供給される。第3重縮合反応器(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器である。抜出ライン(L3)を通じて第2重縮合反応器(d)から第3重縮合反応器(k)に導入されたポリマーは、ここで更に重縮合が進められた後、抜出用ギヤポンプ(m)及び抜出ライン(L5)を経てダイスヘッド(g)から溶融したストランドの形態で抜き出され、水などで冷却された後、回転式カッター(h)で切断されてペレットとなる。符号(L2)、(L4)、(L6)は、それぞれ、第1重縮合反応器(a)、第2重縮合反応器(d)、第3重縮合反応器(k)のベントラインである。   Next, the oligomer supplied to the first polycondensation reactor (a) is polycondensed under reduced pressure to become a prepolymer, and then passes through the extraction gear pump (c) and the extraction line (L1). It feeds into a double condensation reactor (d). In the second polycondensation reactor (d), polycondensation usually proceeds at a lower pressure than that of the first polycondensation reactor (a) to become a polymer. The obtained polymer is supplied to the third polycondensation tank (k) through the extraction gear pump (e) and the extraction line (L3). The third polycondensation reactor (k) is a horizontal reactor comprising a plurality of stirring blade blocks and equipped with a biaxial self-cleaning type stirring blade. The polymer introduced from the second polycondensation reactor (d) to the third polycondensation reactor (k) through the extraction line (L3) is further subjected to polycondensation here, and then the extraction gear pump (m ) And the extraction line (L5), and is extracted from the die head (g) in the form of a melted strand, cooled with water, and then cut with a rotary cutter (h) to form pellets. Reference numerals (L2), (L4), and (L6) denote vent lines of the first polycondensation reactor (a), the second polycondensation reactor (d), and the third polycondensation reactor (k), respectively. .

本発明の製造方法においては、チタン触媒の失活による色調の悪化や異物の増加を抑止できると同時に、エステル化反応で副生するTHFを低減することが出来るだけでなく、重縮合反応の速度を大きくすることが可能で、本発明の製造方法で得られるPBTは、色調、耐加水分解性、熱安定性、透明性、成形性に優れているため、電気、電子部品、自動車用部品などの射出成形部品として好適であるが、特に、異物が少なく、透明性に優れているため、フィルム、モノフィラメント、繊維などの用途においてその利用価値が高い。   In the production method of the present invention, it is possible not only to suppress the deterioration of color tone and increase in foreign matters due to the deactivation of the titanium catalyst, but also to reduce the amount of THF produced as a by-product in the esterification reaction, as well as the speed of the polycondensation reaction PBT obtained by the production method of the present invention is excellent in color tone, hydrolysis resistance, thermal stability, transparency, and moldability, so that it can be used in electrical, electronic parts, automotive parts, etc. Although it is suitable as an injection-molded part, it has a high utility value in applications such as films, monofilaments, and fibers because it has few foreign matters and is excellent in transparency.

本発明におけるPBTには、2,6−ジ−t−ブチル−4−オクチルフェノール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3’,5’−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕等のフェノール化合物、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス(3−ラウリルチオジプロピオネート)等のチオエーテル化合物、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等の燐化合物などの抗酸化剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、モンタン酸やモンタン酸エステルに代表される長鎖脂肪酸およびそのエステル、シリコーンオイル等の離型剤などを添加してもよい。   Examples of PBT in the present invention include 2,6-di-t-butyl-4-octylphenol, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3 ′, 5′-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] and the like. Phenol compounds, dilauryl-3,3′-thiodipropionate, thioether compounds such as pentaerythrityl-tetrakis (3-laurylthiodipropionate), triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tris (2 , 4-Di-t-butylphenyl) phosphite and other phosphorus compounds, paraffin wax, microcrystalline wax, polyethylene wax, long chain fatty acids represented by montanic acid and montanic acid ester, and esters thereof, silicone You may add release agents such as oil .

本発明におけるPBTには、強化充填材を配合することが出来る。強化充填材としては、特に制限されないが、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、ホウ素繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素チタン酸カリウム繊維、金属繊維などの無機繊維、芳香族ポリアミド繊維、フッ素樹脂繊維などの有機繊維、ガラスフレーク、雲母、金属箔等の板状無機充填材、セラミックビーズ、アスベスト、ワラストナイト、タルク、クレー、マイカ、ゼオライト、カオリン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらの強化充填材は、2種以上を組み合わせて使用することが出来る。   A reinforcing filler can be blended with the PBT in the present invention. The reinforcing filler is not particularly limited, but examples thereof include glass fibers, carbon fibers, silica / alumina fibers, zirconia fibers, boron fibers, boron nitride fibers, silicon nitride potassium titanate fibers, metal fibers and other inorganic fibers, aromatics Organic fibers such as polyamide fiber, fluororesin fiber, plate-like inorganic fillers such as glass flakes, mica, metal foil, ceramic beads, asbestos, wollastonite, talc, clay, mica, zeolite, kaolin, potassium titanate, sulfuric acid Barium, titanium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, magnesium hydroxide and the like can be mentioned. These reinforcing fillers can be used in combination of two or more.

本発明におけるPBTには、難燃性を付与するために難燃剤を配合することが出来る。難燃剤としては、特に制限されず、例えば、有機ハロゲン化合物、アンチモン化合物、リン化合物、その他の有機難燃剤、無機難燃剤などが挙げられる。有機ハロゲン化合物としては、例えば、臭素化ポリカーボネート、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化ビスフェノールA、ポリペンタブロモベンジルアクリレート等が挙げられる。アンチモン化合物としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ等が挙げられる。リン化合物としては、例えば、リン酸エステル、ポリリン酸、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等が挙げられる。その他の有機難燃剤としては、例えば、メラミン、シアヌール酸などの窒素化合物などが挙げられる。その他の無機難燃剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ケイ素化合物、ホウ素化合物などが挙げられる。   In the PBT in the present invention, a flame retardant can be blended to impart flame retardancy. The flame retardant is not particularly limited, and examples thereof include organic halogen compounds, antimony compounds, phosphorus compounds, other organic flame retardants, and inorganic flame retardants. Examples of the organic halogen compound include brominated polycarbonate, brominated epoxy resin, brominated phenoxy resin, brominated polyphenylene ether resin, brominated polystyrene resin, brominated bisphenol A, and polypentabromobenzyl acrylate. Examples of the antimony compound include antimony trioxide, antimony pentoxide, sodium antimonate, and the like. As a phosphorus compound, phosphate ester, polyphosphoric acid, ammonium polyphosphate, red phosphorus etc. are mentioned, for example. Examples of other organic flame retardants include nitrogen compounds such as melamine and cyanuric acid. Examples of other inorganic flame retardants include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, silicon compound, and boron compound.

本発明におけるPBTには、必要に応じ、慣用の添加剤などを配合することが出来る。斯かる添加剤としては、特に制限されず、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤などの安定剤の他、滑剤、離型剤、触媒失活剤、結晶核剤、結晶化促進剤などが挙げられる。これらの添加剤は、重合途中または重合後に添加することが出来る。更に、PBTに、所望の性能を付与するため、紫外線吸収剤、耐候安定剤などの安定剤、染顔料などの着色剤、帯電防止剤、発泡剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤などを配合することが出来る。   The PBT according to the present invention can be blended with conventional additives as required. Such additives are not particularly limited and include, for example, stabilizers such as antioxidants and heat stabilizers, lubricants, mold release agents, catalyst deactivators, crystal nucleating agents, crystallization accelerators, and the like. It is done. These additives can be added during or after the polymerization. In addition, in order to give PBT the desired performance, UV absorbers, stabilizers such as weather resistance stabilizers, colorants such as dyes and pigments, antistatic agents, foaming agents, plasticizers, impact resistance improvers, etc. I can do it.

本発明におけるPBTには、必要に応じて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸エステル、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンオキサイド等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を配合することが出来る。これらの熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂は、2種以上を組み合わせて使用することも出来る。   In the PBT according to the present invention, thermoplastics such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylonitrile, polymethacrylic acid ester, ABS resin, polycarbonate, polyamide, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, liquid crystal polyester, polyacetal, polyphenylene oxide, and the like are used. A thermosetting resin such as a resin, a phenol resin, a melamine resin, a silicone resin, or an epoxy resin can be blended. These thermoplastic resins and thermosetting resins can be used in combination of two or more.

前記の種々の添加剤や樹脂の配合方法は、特に制限されないが、ベント口から脱揮できる設備を有する1軸または2軸の押出機を混練機として使用する方法が好ましい。各成分は、付加的成分を含めて、混練機に一括して供給することが出来、あるいは、順次供給することも出来る。また、付加的成分を含めて、各成分から選ばれた2種以上の成分を予め混合しておくことも出来る。   The blending method of the various additives and resins is not particularly limited, but a method of using a uniaxial or biaxial extruder having equipment capable of devolatilization from the vent port as a kneader is preferable. Each component including an additional component can be supplied to the kneader in a lump or can be supplied sequentially. In addition, two or more kinds of components selected from each component including an additional component can be mixed in advance.

本発明におけるPBTの成形加工方法は、特に制限されず、熱可塑性樹脂について一般に使用されている成形法、すなわち、射出成形、中空成形、押し出し成形、プレス成形などの成形法を適用することが出来る。   The method for molding PBT in the present invention is not particularly limited, and molding methods generally used for thermoplastic resins, that is, molding methods such as injection molding, hollow molding, extrusion molding, and press molding can be applied. .

本発明におけるPBTは、色調、耐加水分解性、熱安定性、透明性、成形性に優れているため、電気、電子部品、自動車用部品などの射出成形部品として好適であるが、特に、異物が少なく、透明性や成形性に優れているため、フィルム、モノフィラメント、繊維などの用途において改良効果が顕著である。   The PBT in the present invention is excellent in color tone, hydrolysis resistance, thermal stability, transparency and moldability, and is therefore suitable as an injection molded part such as an electric, electronic part or automobile part. Therefore, the improvement effect is remarkable in applications such as films, monofilaments and fibers.

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

(i)エステル化率:
以下の計算式(4)によって酸価およびケン化価から算出した。酸価は、ジメチルホルムアミドにオリゴマーを溶解させ、0.1NのKOH/メタノール溶液を使用して滴定により求めた。ケン化価は0.5NのKOH/エタノール溶液でオリゴマーを加水分解し、0.5Nの塩酸で滴定し求めた。
(I) Esterification rate:
It calculated from the acid value and the saponification value by the following calculation formula (4). The acid value was obtained by dissolving the oligomer in dimethylformamide and titrating with a 0.1N KOH / methanol solution. The saponification value was determined by hydrolyzing the oligomer with a 0.5N KOH / ethanol solution and titrating with 0.5N hydrochloric acid.

(ii)PBT中のチタン、周期表1族および2族金属の濃度:
電子工業用高純度硫酸および硝酸でPBTを湿式分解し、高分解能ICP(InductivelyCoupled Plasma)−MS(Mass Spectrometer )(サーモクエスト社製)を使用して測定した。
(Ii) Concentrations of titanium, group 1 and group 2 metals in the PBT:
PBT was wet-decomposed with high-purity sulfuric acid and nitric acid for electronic industry and measured using a high resolution ICP (Inductively Coupled Plasma) -MS (Mass Spectrometer) (manufactured by ThermoQuest).

(iii)THF副生量:
ガスクロマトグラフィーにより留出液中のTHF濃度を定量し、以下の式(5)で求めた。数字が小さいほど副生量が少ないことを示す。
(Iii) THF byproduct amount:
The THF concentration in the distillate was quantified by gas chromatography and determined by the following formula (5). The smaller the number, the less by-product.

(式(5)中、mは単位時間当たりに留出したTHF量(mol)を示し、Mは単位時間当たりに供給したテレフタル酸(mol)を示す。) (In formula (5), m represents the amount of THF distilled (mol) per unit time, and M represents terephthalic acid (mol) supplied per unit time.)

(iv)固有粘度(IV):
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(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃において、濃度1.0g/dLのポリマー溶液および溶媒のみの落下秒数を測定し、以下の式(6)より求めた。
(Iv) Intrinsic viscosity (IV):
It calculated | required in the following way using the Ubbelohde type viscometer. That is, using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (weight ratio 1/1) and measuring the number of seconds of dropping only a polymer solution having a concentration of 1.0 g / dL and a solvent at 30 ° C., the following formula (6) I asked more.

(但し、ηSP=η/η0−1であり、ηはポリマー溶液落下秒数、η0は溶媒の落下秒数、Cはポリマー溶液濃度(g/dL)、KHはハギンズの定数である。KHは0.33を採用した。) (Where η SP = η / η 0 −1, η is the polymer solution falling seconds, η 0 is the solvent dropping seconds, C is the polymer solution concentration (g / dL), and K H is the Huggins constant. Yes, K H is 0.33.)

(v)末端カルボキシル基濃度:
ベンジルアルコール25mLにPBT又はオリゴマー0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lベンジルアルコール溶液を使用して滴定した。
(V) Terminal carboxyl group concentration:
PBT or oligomer 0.5g was melt | dissolved in benzyl alcohol 25mL, and it titrated using the 0.01 mol / L benzyl alcohol solution of sodium hydroxide.

(vi)ペレット色調:
日本電色(株)製色差計(Z−300A型)を使用し、L、a、b表色系におけるb値で評価した。値が低いほど黄ばみが少なく色調が良好であることを示す。
(Vi) Pellet color tone:
A color difference meter (Z-300A type) manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. was used, and the b value in the L, a, b color system was evaluated. A lower value indicates less yellowing and a better color tone.

(vii)加水分解反応以外の反応による末端カルボキシル基濃度の上昇(ΔAV):
内径5mmのキャピラリーに、PBTペレットを粉砕し、乾燥した後に充填して窒素置換し、窒素下で245℃にコントロールしたオイルバスに浸漬し、40分後に取り出し、液体窒素で急冷させた。内容物の温度が十分下がった後、内容物を取り出し、末端カルボキシル基濃度および末端水酸基濃度を測定し、前述の式(2)より求めた。
(Vii) Increase in terminal carboxyl group concentration by reaction other than hydrolysis reaction (ΔAV):
PBT pellets were pulverized into a capillary having an inner diameter of 5 mm, dried, filled and purged with nitrogen, immersed in an oil bath controlled at 245 ° C. under nitrogen, taken out after 40 minutes, and rapidly cooled with liquid nitrogen. After the temperature of the contents was sufficiently lowered, the contents were taken out, the terminal carboxyl group concentration and the terminal hydroxyl group concentration were measured, and obtained from the above formula (2).

(viii)溶液ヘイズ:
フェノール/テトラクロロエタン=3/2(重量比)の混合溶媒20mLにPBT2.70gを110℃で30分間溶解させた後、30℃の恒温水槽で15分間冷却し、日本電色(株)製濁度計(NDH−300A)を使用し、セル長10mmで測定した。値が低いほど透明性が良好であることを示す。
(Viii) Solution haze:
After dissolving 2.70 g of PBT in 20 mL of a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane = 3/2 (weight ratio) at 110 ° C. for 30 minutes, it was cooled in a constant temperature water bath at 30 ° C. for 15 minutes, and made by Nippon Denshoku Co., Ltd. The measurement was performed with a cell length of 10 mm using a dynamometer (NDH-300A). It shows that transparency is so favorable that a value is low.

(ix)フィシュアイ数:
Film Quality Testing System[オプティカルコントロールシステムズ社 形式FS−5]を使用し、厚さ50μmのフィルムを成形し、1m当たりの200μm以上のフィッシュアイ数を測定した。
(Ix) Number of fisheye:
Using a Film Quality Testing System [Optical Control Systems, Inc., Type FS-5], a film having a thickness of 50 μm was formed, and the number of fish eyes of 200 μm or more per 1 m 2 was measured.

(x)耐加水分解性(加水分解試験後のIV保持率):
PBTペレットを純水を張った圧力容器に直接水に触れない様に入れ、密閉した後、121℃の加圧飽和水蒸気下で48時間処理し、固有粘度(IV ')の測定を行う。上述の(IV)及び(IV ')の値から以下の式(7)によりIV保持率を算出する。IV保持率が大きいほど耐加水分解性が良好なことを示す。
(X) Hydrolysis resistance (IV retention after hydrolysis test):
PBT pellets are placed in a pressure vessel filled with pure water so that they do not come into direct contact with water, sealed, and then treated under pressurized saturated steam at 121 ° C. for 48 hours to measure intrinsic viscosity (IV ′). The IV retention is calculated from the values of (IV) and (IV ′) described above by the following equation (7). It shows that hydrolysis resistance is so favorable that IV retention is large.

実施例1:
図1に示すエステル化工程と図2に示す重縮合工程を通し、次の要領でPBTの製造を行った。先ず、テレフタル酸1.00モルに対して、1,4−ブタンジオール1.80モルの割合で混合した60℃のスラリーをスラリー調製槽から原料供給ライン(1)を通じ、予め、エステル化率99%のPBTオリゴマーを充填したスクリュー型攪拌機を有するエステル化のための反応器(A)に、40kg/hとなる様に連続的に供給した。同時に、再循環ライン(2)から185℃の精留塔(C)の塔底成分(98重量%以上が1,4−ブタンジオール)を18.4kg/hで供給し、チタン触媒供給ライン(3)から触媒として65℃のテトラブチルチタネートの6.0重量%1,4−ブタンジオール溶液を127g/hで供給した。この触媒溶液中の水分は0.2重量%とした。
Example 1:
Through the esterification step shown in FIG. 1 and the polycondensation step shown in FIG. 2, PBT was produced in the following manner. First, a 60 ° C. slurry mixed at a ratio of 1.80 moles of 1,4-butanediol with respect to 1.00 moles of terephthalic acid is passed through a raw material supply line (1) from a slurry preparation tank in advance with an esterification rate of 99. % Was continuously fed to a reactor (A) for esterification having a screw type stirrer filled with PBT oligomer at a rate of 40 kg / h. At the same time, the bottom component of the rectification column (C) at 185 ° C. (98% by weight or more is 1,4-butanediol) is supplied at 18.4 kg / h from the recirculation line (2), and the titanium catalyst supply line ( From 3), a 6.0 wt% 1,4-butanediol solution of tetrabutyl titanate at 65 ° C. was fed as a catalyst at 127 g / h. The moisture in the catalyst solution was 0.2% by weight.

反応器(A)の内温は230℃、圧力は78kPaとし、生成する水とテトラヒドロフラン及び余剰の1,4−ブタンジオールを、留出ライン(5)から留出させ、精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離した。系が安定した後の塔底の高沸成分は、98重量%以上が1,4−ブタンジオールであり、精留塔(C)の液面が一定になる様に、抜出ライン(8)を通じてその一部を外部に抜き出した。一方、水とTHFを主体とする低沸成分は塔頂よりガスの形態で抜き出し、コンデンサ(G)で凝縮させ、タンク(F)の液面が一定になる様に、抜出ライン(13)より外部に抜き出した。   The internal temperature of the reactor (A) is 230 ° C., the pressure is 78 kPa, and the produced water, tetrahydrofuran and excess 1,4-butanediol are distilled from the distillation line (5), and the rectification column (C) It separated into a high boiling component and a low boiling component. The high-boiling component at the bottom of the column after the system has been stabilized is 98% by weight or more of 1,4-butanediol, and the extraction line (8) so that the liquid level of the rectifying column (C) is constant. A part of it was extracted outside. On the other hand, a low boiling component mainly composed of water and THF is extracted in the form of gas from the top of the column, condensed by a condenser (G), and an extraction line (13) so that the liquid level of the tank (F) becomes constant. More extracted outside.

反応器(A)で生成したオリゴマーの一定量は、ポンプ(B)を使用し、オリゴマーの抜出ライン(4)から抜き出し、反応器(A)内液のテレフタル酸ユニット換算での平均滞留時間が3hrになる様に液面を制御した。抜出ライン4から抜き出したオリゴマーは、第1重縮合反応器(a)に連続的に供給した。系が安定した後、反応器(A)の出口で採取したオリゴマーのエステル化率は97.3%であった。   A certain amount of the oligomer generated in the reactor (A) is extracted from the oligomer extraction line (4) using the pump (B), and the average residence time in terms of the terephthalic acid unit in the liquid in the reactor (A). The liquid level was controlled so that was 3 hours. The oligomer extracted from the extraction line 4 was continuously supplied to the first polycondensation reactor (a). After the system was stabilized, the esterification rate of the oligomer collected at the outlet of the reactor (A) was 97.3%.

酢酸マグネシウム4水塩を、純水に溶解させた後、1,4−ブタンジオールを添加し、酢酸マグネシウム4水塩、純水、1,4−ブタンジオールがそれぞれ、5重量%、20重量%、75重量%になるように、調製槽(図示せず)で調製した。この時の温度は、25℃であった。この溶液を、供給ライン(L7)を通じて、1,4−ブタンジオールのライン(L8)に供給し、更に濃度の低い溶液としてオリゴマーの抜出ライン(4)に所定量を供給した。ライン(4)に供給する時点での酢酸マグネシウム4水塩としての濃度は0.29重量%、線速は0.18m/sであり、供給量は24時間以上安定していた。   Magnesium acetate tetrahydrate is dissolved in pure water, 1,4-butanediol is added, and magnesium acetate tetrahydrate, pure water, and 1,4-butanediol are 5% by weight and 20% by weight, respectively. , 75% by weight in a preparation tank (not shown). The temperature at this time was 25 ° C. This solution was supplied to the 1,4-butanediol line (L8) through the supply line (L7), and a predetermined amount was supplied to the oligomer extraction line (4) as a solution having a lower concentration. The concentration as magnesium acetate tetrahydrate at the time of supply to the line (4) was 0.29 wt%, the linear velocity was 0.18 m / s, and the supply amount was stable for 24 hours or more.

第1重縮合反応器(a)の内温は246℃、圧力2.4kPaとし、滞留時間が120分になる様に液面制御を行った。減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L2)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、初期重縮合反応を行った。抜き出した反応液は第2重縮合反応器(d)に連続的に供給した。   The internal temperature of the first polycondensation reactor (a) was 246 ° C., the pressure was 2.4 kPa, and the liquid level was controlled so that the residence time was 120 minutes. An initial polycondensation reaction was performed while extracting water, tetrahydrofuran, and 1,4-butanediol from a vent line (L2) connected to a decompressor (not shown). The extracted reaction liquid was continuously supplied to the second polycondensation reactor (d).

第2重縮合反応器(d)の内温は239℃、圧力150Paとし、滞留時間が130分になる様に液面制御を行い、減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L4)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、更に重縮合反応を進めた。得られたポリマーは、抜出用ギヤポンプ(e)により抜出ライン(L3)を経由し、第3重縮合反応器(k)に連続的に供給した。第3重縮合反応器(k)の内温は238℃、圧力は130Pa、滞留時間は70分とし、更に、重縮合反応を進めた。得られたポリマーは、ダイスヘッド(g)からストランド状に連続的に抜き出し、回転式カッター(h)でカッティングした。得られたPBTの固有粘度は1.20dL/g、末端カルボキシル基濃度は17μeq/gであり、色調および透明性に優れ、異物が少なく、熱滞留時の末端カルボキシル基濃度の上昇も小さかった。結果をまとめて表1に示した。   The internal temperature of the second polycondensation reactor (d) is 239 ° C., the pressure is 150 Pa, the liquid level is controlled so that the residence time is 130 minutes, and a vent line (L4) connected to a decompressor (not shown). ), Polycondensation reaction was further carried out while extracting water, tetrahydrofuran and 1,4-butanediol. The obtained polymer was continuously supplied to the third polycondensation reactor (k) via the extraction line (L3) by the extraction gear pump (e). The internal temperature of the third polycondensation reactor (k) was 238 ° C., the pressure was 130 Pa, the residence time was 70 minutes, and the polycondensation reaction was further advanced. The obtained polymer was continuously extracted in the form of a strand from the die head (g) and cut with a rotary cutter (h). The obtained PBT had an intrinsic viscosity of 1.20 dL / g, a terminal carboxyl group concentration of 17 μeq / g, excellent color tone and transparency, little foreign matter, and a small increase in the terminal carboxyl group concentration during heat retention. The results are summarized in Table 1.

実施例2:
エステル化反応は、ライン(15)から酢酸マグネシウム4水塩溶液を表1に示した量を供給した他は実施例1と同様に行った。系が安定した後、反応器(A)の出口で採取したオリゴマーのエステル化率は96.5%であった。一方、オリゴマーの抜出ライン(4)への酢酸マグネシウム4水塩供給量は、表1の通りとし、ライン(4)に供給する時点での酢酸マグネシウム4水塩としての濃度は0.88重量%とした。第1重縮合反応器(a)の条件は実施例1と同様に行い、第2重縮合反応器(d)の内温を240℃、圧力160Pa、第3重縮合反応器(k)の内温を243℃にした他は実施例1と同様に重縮合反応を行った。得られたPBTの分析値を表1に示した。色調および透明性に優れ、異物が少なく、熱滞留時の末端カルボキシル基濃度の上昇も小さかった。
Example 2:
The esterification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of magnesium acetate tetrahydrate solution shown in Table 1 was supplied from the line (15). After the system was stabilized, the esterification rate of the oligomer collected at the outlet of the reactor (A) was 96.5%. On the other hand, the supply amount of magnesium acetate tetrahydrate to the oligomer extraction line (4) is as shown in Table 1, and the concentration as magnesium acetate tetrahydrate when supplying to the line (4) is 0.88 wt. %. The conditions for the first polycondensation reactor (a) were the same as in Example 1. The internal temperature of the second polycondensation reactor (d) was 240 ° C., the pressure was 160 Pa, the internal pressure of the third polycondensation reactor (k) was A polycondensation reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 243 ° C. The analysis values of the obtained PBT are shown in Table 1. The color tone and transparency were excellent, there were few foreign matters, and the increase in the terminal carboxyl group concentration during heat retention was small.

実施例3:
エステル化反応は、ライン(15)から酢酸マグネシウム4水塩溶液を表1に示した量を供給し、平均滞留時間を3.4hrにした他は実施例1と同様に行った。系が安定した後、反応器(A)の出口で採取したオリゴマーのエステル化率は95.4%であった。一方、オリゴマーの抜出ライン(4)への酢酸マグネシウム4水塩供給量および第1重縮合反応器(a)の条件は実施例1と同様に行い、第2重縮合反応器(d)の内温を241℃、圧力160Pa、第3重縮合反応器(k)の内温を244℃にした他は実施例1と同様に重縮合反応を行った。得られたPBTの分析値を表1に示した。色調および透明性に優れ、異物が少なく、熱滞留時の末端カルボキシル基濃度の上昇も小さかった。
Example 3:
The esterification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of magnesium acetate tetrahydrate solution shown in Table 1 was supplied from the line (15) and the average residence time was 3.4 hr. After the system was stabilized, the esterification rate of the oligomer collected at the outlet of the reactor (A) was 95.4%. On the other hand, the supply amount of magnesium acetate tetrahydrate to the oligomer extraction line (4) and the conditions of the first polycondensation reactor (a) were the same as in Example 1, and the second polycondensation reactor (d) A polycondensation reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the internal temperature was 241 ° C, the pressure was 160 Pa, and the internal temperature of the third polycondensation reactor (k) was 244 ° C. The analysis values of the obtained PBT are shown in Table 1. The color tone and transparency were excellent, there were few foreign matters, and the increase in the terminal carboxyl group concentration during heat retention was small.

実施例4:
エステル化反応は実施例1と同様に行った。酢酸マグネシウム4水塩に換えて、酢酸リチウム2水塩、純水、1,4−ブタンジオールがそれぞれ、2.5重量%、20重量%、77.5重量%になるように、調製槽(図示せず)で調製し、この溶液を、供給ライン(L7)を通じて、1,4−ブタンジオールのライン(L8)に供給し、更に濃度の低い溶液としてオリゴマーの抜出ライン(4)に所定量を供給した。ライン(4)に供給する時点での酢酸リチウム2水塩としての濃度は0.08重量%であった。第1重縮合反応器(a)の条件は実施例1と同様に行い、第2重縮合反応器(d)の内温を241℃、第3重縮合反応器(k)の内温を242℃にした他は実施例1と同様に重縮合反応を行った。得られたPBTの分析値を表1に示した。色調および透明性に優れ、異物が少なく、熱滞留時の末端カルボキシル基濃度の上昇も小さかった。
Example 4:
The esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1. In place of magnesium acetate tetrahydrate, a preparation tank (lithium acetate dihydrate, pure water, 1,4-butanediol was adjusted to 2.5% by weight, 20% by weight, and 77.5% by weight, respectively. (Not shown), this solution is supplied to the 1,4-butanediol line (L8) through the supply line (L7), and is further supplied to the oligomer extraction line (4) as a low-concentration solution. A fixed amount was supplied. The concentration of lithium acetate dihydrate at the time of feeding to the line (4) was 0.08% by weight. The conditions for the first polycondensation reactor (a) were the same as in Example 1. The internal temperature of the second polycondensation reactor (d) was 241 ° C., and the internal temperature of the third polycondensation reactor (k) was 242. A polycondensation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to ° C. The analysis values of the obtained PBT are shown in Table 1. The color tone and transparency were excellent, there were few foreign matters, and the increase in the terminal carboxyl group concentration during heat retention was small.

実施例5:
実施例1において、テトラブチルチタネートの供給量を変え、表1の量になるようにした他は実施例1と同様にエステル化反応を行った。系が安定した後、反応器(A)の出口で採取したオリゴマーのエステル化率は97.4%であった。酢酸マグネシウム4水塩の供給および重縮合の条件は実施例1と同様に行った。得られたPBTの分析値を表1に示した。
Example 5:
In Example 1, the esterification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetrabutyl titanate was changed to the amount shown in Table 1. After the system was stabilized, the esterification rate of the oligomer collected at the outlet of the reactor (A) was 97.4%. The conditions for supply of magnesium acetate tetrahydrate and polycondensation were the same as in Example 1. The analysis values of the obtained PBT are shown in Table 1.

実施例6:
エステル化反応は実施例1と同様に行った。オリゴマーの抜出ライン(4)への酢酸マグネシウム4水塩供給量は、表1の通りとし、ライン(4)に供給する時点での酢酸マグネシウム4水塩としての濃度は0.58重量%とした。第1重縮合反応器(a)の条件は実施例1と同様に行い、第2重縮合反応器(d)の内温を240℃、第3重縮合反応器(k)の内温を241℃にした他は、実施例1と同様に重縮合反応を行った。得られたPBTの分析値を表1に示した。色調および透明性に優れ、異物が少なく、熱滞留時の末端カルボキシル基濃度の上昇も小さかった。
Example 6:
The esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The supply amount of magnesium acetate tetrahydrate to the oligomer extraction line (4) is as shown in Table 1, and the concentration as magnesium acetate tetrahydrate at the time of supply to the line (4) is 0.58% by weight. did. The conditions for the first polycondensation reactor (a) were the same as in Example 1. The internal temperature of the second polycondensation reactor (d) was 240 ° C., and the internal temperature of the third polycondensation reactor (k) was 241. A polycondensation reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to ° C. The analysis values of the obtained PBT are shown in Table 1. The color tone and transparency were excellent, there were few foreign matters, and the increase in the terminal carboxyl group concentration during heat retention was small.

比較例1:
酢酸マグネシウム4水塩を添加しなかった他は実施例1と同様に行った。実施例1に比較し、得られたPBTの分子量が低く、重合性が悪化した。また、熱滞留時の末端カルボキシル基濃度の上昇が大きかった。結果を表1に示した。
Comparative Example 1:
The same procedure as in Example 1 was performed except that magnesium acetate tetrahydrate was not added. Compared with Example 1, the molecular weight of the obtained PBT was low, and the polymerizability deteriorated. In addition, the increase in the terminal carboxyl group concentration during heat retention was large. The results are shown in Table 1.

比較例2:
実施例1において、酢酸マグネシウム4水塩の供給量を表1の通りとし、オリゴマーの抜出ライン(4)に供給する時点での酢酸マグネシウム4水塩としての濃度を1.76重量%にした他は、実施例1と同様に行った。酢酸マグネシウム4水塩の供給開始から2時間後、供給量が不安定となり、配管の閉塞傾向が見られた。また、実施例1に比較し重合性が悪化した。結果を表1に示した。
Comparative Example 2:
In Example 1, the supply amount of magnesium acetate tetrahydrate was as shown in Table 1, and the concentration as magnesium acetate tetrahydrate at the time of supply to the oligomer extraction line (4) was 1.76% by weight. Others were the same as in Example 1. Two hours after the start of the supply of magnesium acetate tetrahydrate, the supply amount became unstable and a tendency to block the piping was observed. Moreover, the polymerizability deteriorated as compared with Example 1. The results are shown in Table 1.

比較例3:
実施例1において、テトラブチルチタネートの供給量を変え、表1の量になるようにした他は実施例1と同様に行った。得られたPBTは末端カルボキシル基濃度が高く、色調が悪化し、熱滞留時の末端カルボキシル基濃度の上昇が大きかった。また、溶液ヘイズが高く、異物の量も多かった。結果を表1に示した。
Comparative Example 3:
Example 1 was carried out in the same manner as Example 1 except that the amount of tetrabutyl titanate was changed to the amount shown in Table 1. The obtained PBT had a high terminal carboxyl group concentration, a poor color tone, and a large increase in the terminal carboxyl group concentration during heat retention. Moreover, the solution haze was high and the amount of foreign matter was large. The results are shown in Table 1.

比較例4:
実施例1において、エステル化反応で酢酸マグネシウム4水塩を表1の通り供給し、オリゴマーに酢酸マグネシウム4水塩を添加しなかった他は実施例1と同様に行った。THFの副生量が多く、重合性も悪化した。結果を表1に示した。
Comparative Example 4:
In Example 1, it carried out like Example 1 except having supplied magnesium acetate tetrahydrate by esterification as Table 1 and not having added magnesium acetate tetrahydrate to the oligomer. The amount of THF by-produced was large, and the polymerizability deteriorated. The results are shown in Table 1.

実施例7:
実施例1において、第3縮合反応器(k)を使用せず、第2縮合反応器(d)の抜出ライン(L3)を直接ダイスヘッド(g)に接続し、第2重縮合反応器(d)から得られたポリマーをダイスヘッド(g)からストランド状に連続的に抜き出し、回転式カッター(h)でカッティングした。得られたチップの固有粘度は0.85dL/gであった。このチップを内容積100Lのダブルコーン型のジャケット付き固相重合装置に仕込み、減圧/窒素置換を3回繰り返した。次いで、圧力を130Paにコントロールし、190℃まで昇温させた。内温が190℃に達してから7時間後ジャケット熱媒を冷却し始め、内温が40℃以下になった時点で内容物を取り出した。分析値はまとめて表1に示した。異物、オリゴマー、末端カルボキシル基が少なく、色調に優れ、透明性が良好で耐加水分解性に優れたPBTが得られた。
Example 7:
In Example 1, the third condensation reactor (k) was not used, the extraction line (L3) of the second condensation reactor (d) was directly connected to the die head (g), and the second polycondensation reactor was used. The polymer obtained from (d) was continuously extracted in the form of a strand from the die head (g) and cut with a rotary cutter (h). The obtained chip had an intrinsic viscosity of 0.85 dL / g. This chip was placed in a double corn type jacketed solid phase polymerization apparatus having an internal volume of 100 L, and the reduced pressure / nitrogen replacement was repeated three times. Next, the pressure was controlled at 130 Pa and the temperature was raised to 190 ° C. Seven hours after the internal temperature reached 190 ° C., the jacket heating medium started to cool, and when the internal temperature became 40 ° C. or lower, the contents were taken out. The analytical values are summarized in Table 1. PBT having few foreign matters, oligomers and terminal carboxyl groups, excellent color tone, good transparency and excellent hydrolysis resistance was obtained.

実施例8:
実施例1において、第3縮合反応器(k)を使用せず、第2縮合反応器(d)の抜出ライン(L3)を直接ダイスヘッド(g)に接続し、第2重縮合反応器(d)から得られたポリマーをダイスヘッド(g)からストランド状に連続的に抜き出し、回転式カッター(h)でカッティングした。得られたチップの固有粘度は0.85dL/gであった。このチップを内容積100Lのダブルコーン型のジャケット付き固相重合装置に仕込み、減圧/窒素置換を3回繰り返した。次いで、圧力を130Paにコントロールし、205℃まで昇温させた。内温が205℃に達してから5時間後ジャケット熱媒を冷却し始め、内温が40℃以下になった時点で内容物を取り出した。分析値はまとめて表1に示した。異物、オリゴマー、末端カルボキシル基が少なく、色調に優れ、透明性が良好で耐加水分解性に優れたPBTが得られた。
Example 8:
In Example 1, the third condensation reactor (k) was not used, the extraction line (L3) of the second condensation reactor (d) was directly connected to the die head (g), and the second polycondensation reactor was used. The polymer obtained from (d) was continuously extracted in the form of a strand from the die head (g) and cut with a rotary cutter (h). The obtained chip had an intrinsic viscosity of 0.85 dL / g. This chip was placed in a double corn type jacketed solid phase polymerization apparatus having an internal volume of 100 L, and the reduced pressure / nitrogen replacement was repeated three times. Subsequently, the pressure was controlled to 130 Pa and the temperature was raised to 205 ° C. Five hours after the internal temperature reached 205 ° C., the jacket heating medium started to cool, and the content was taken out when the internal temperature became 40 ° C. or lower. The analytical values are summarized in Table 1. PBT with few foreign matters, oligomers and terminal carboxyl groups, excellent color tone, good transparency and excellent hydrolysis resistance was obtained.

本発明で採用するエステル化反応工程の一例の説明図Explanatory drawing of an example 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例の説明図Explanatory drawing of an example of the polycondensation step employed in the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1:原料供給ライン
2:再循環ライン
3:チタン触媒供給ライン
4: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
15:金属化合物供給ライン
A:反応器
B:抜出ポンプ
C:精留塔
D、E:ポンプ
F:タンク
G:コンデンサ
L1、L3:抜出ライン
L2、L4、L6:ベントライン
L5:ポリマー抜出ライン
L8:1,4−ブタンジオール供給ライン
L7:金属化合物供給ライン
a:第1重縮合反応器
d:第2重縮合反応器
k:第3重縮合反応器
c、e、m:抜出用ギヤポンプ
g:ダイスヘッド
h:回転式カッター
1: Raw material supply line 2: Recirculation line 3: Titanium catalyst supply line 4: 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 15: Metal compound supply line A: Reactor B: Extraction pump C: Rectification tower D, E: Pump F: Tank G : Capacitors L1, L3: extraction lines L2, L4, L6: vent line L5: polymer extraction line L8: 1,4-butanediol supply line L7: metal compound supply line a: first polycondensation reactor d: first Double condensation reactor k: Third polycondensation reactor c, e, m: Gear pump for extraction g: Die head h: Rotary cutter

Claims (14)

触媒としてチタン化合物と周期表1族および2族から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物とを使用し、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールとからポリブチレンテレフタレートを連続的に製造するに当たり、次の(a)〜(c)の条件を満足することを特徴とするポリブチレンテレフタレートの製造方法。
(a)チタン原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり460μmol以下のチタン触媒の存在下にテレフタル酸と1,4−ブタンジオールを連続的にエステル化反応してオリゴマーを得る。
(b)金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり450μmol以下の周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物の存在下に上記のオリゴマーを連続的に重縮合反応させる。
(c)上記の金属の化合物は、エステル化率90%以上のオリゴマーに至る前の段階においては金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり300μmol以下の範囲で添加してもよいが、エステル化率90%以上のオリゴマーに至った以降の段階においては金属原子としてテレフタル酸ユニット1mol当たり10μmol以上添加する。
In the continuous production of polybutylene terephthalate from terephthalic acid and 1,4-butanediol using a titanium compound and a compound of at least one metal selected from Groups 1 and 2 of the periodic table as a catalyst, A process for producing polybutylene terephthalate, which satisfies the following conditions (a) to (c):
(A) An oligomer is obtained by continuously esterifying terephthalic acid and 1,4-butanediol in the presence of 460 μmol or less of titanium catalyst per 1 mol of terephthalic acid units as titanium atoms.
(B) The above oligomer is continuously subjected to a polycondensation reaction in the presence of at least one metal compound selected from metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table of 450 μmol or less per 1 mol of terephthalic acid unit as a metal atom.
(C) The metal compound may be added as a metal atom in a range of 300 μmol or less per 1 mole of terephthalic acid unit before reaching an oligomer having an esterification rate of 90% or more, but the esterification rate is 90%. In the stage after reaching the above oligomer, 10 μmol or more per 1 mol of terephthalic acid unit is added as a metal atom.
周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物の添加量が金属原子の合計としてテレフタル酸ユニット1mol当たり45μmol以上である請求項1に記載の製造方法。   2. The production method according to claim 1, wherein the addition amount of at least one metal compound selected from metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table is 45 μmol or more per 1 mol of terephthalic acid unit as a total of metal atoms. 周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物の添加量が金属原子の合計としてテレフタル酸ユニット1mol当たり180μmol以下である請求項1又は2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the addition amount of at least one metal compound selected from metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table is 180 µmol or less per 1 mol of terephthalic acid unit as a total of metal atoms. 固有粘度が1.10dL/g以上のポリブチレンテレフタレートを得る請求項1〜3の何れかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-3 which obtain the polybutylene terephthalate whose intrinsic viscosity is 1.10 dL / g or more. ポリブチレンテレフタレートの融点以上の温度で重縮合反応させて固有粘度が1.10dL/g以上のポリブチレンテレフタレートを得る請求項1〜4の何れかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 4, wherein a polybutylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 1.10 dL / g or more is obtained by a polycondensation reaction at a temperature equal to or higher than the melting point of polybutylene terephthalate. ポリブチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度が30μeq/g以下である請求項1〜5の何れかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the terminal carboxyl group concentration of polybutylene terephthalate is 30 μeq / g or less. 周期表1族および2族の金属の化合物が有機酸塩である請求項1〜6の何れかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, wherein the compound of the metals of Groups 1 and 2 of the periodic table is an organic acid salt. 周期表1族および2族の金属がマグネシウムである請求項1〜7の何れかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the metal of Group 1 and Group 2 of the periodic table is magnesium. 周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物を、1,4−ブタンジオールが主成分である液体で希釈し、金属化合物として1.5重量%以下の溶液として添加する請求項1〜8の何れかに記載の製造方法。   A compound of at least one metal selected from Group 1 and 2 metals of the periodic table is diluted with a liquid containing 1,4-butanediol as a main component and added as a metal compound in a solution of 1.5% by weight or less. The manufacturing method according to any one of claims 1 to 8. 周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物を、水分濃度が0.01〜10重量%で1,4−ブタンジオールが50重量%以上である溶液として添加する請求項9に記載の製造方法。   A compound of at least one metal selected from metals of Group 1 and Group 2 of the periodic table is added as a solution having a water concentration of 0.01 to 10% by weight and 1,4-butanediol of 50% by weight or more. Item 10. The manufacturing method according to Item 9. 周期表1族および2族の金属から選ばれる少なくとも1種の金属の化合物を、オリゴマーの抜出ラインに添加する請求項1〜10の何れかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-10 which adds the compound of the at least 1 sort (s) of metal chosen from the periodic table group 1 and group 2 metal to the extraction line of an oligomer. チタン化合物の含有量が、テレフタル酸ユニット1mol当たりチタン原子として460μmol以下のポリブチレンテレフタレートを得る請求項1〜11の何れかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 11, wherein a polybutylene terephthalate having a titanium compound content of 460 µmol or less as a titanium atom per mol of terephthalic acid unit is obtained. チタン化合物の含有量が、テレフタル酸ユニット1mol当たりチタン原子として320μmol以下のポリブチレンテレフタレートを得る請求項1〜11の何れかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 11, wherein a polybutylene terephthalate having a titanium compound content of 320 µmol or less as a titanium atom per 1 mol of a terephthalic acid unit is obtained. 請求項1〜13の何れかに記載の製造方法により得られたポリブチレンテレフタレートを、更に融点未満の温度で固相重縮合させることを特徴とするポリブチレンテレフタレートの製造方法。   A method for producing polybutylene terephthalate, comprising subjecting polybutylene terephthalate obtained by the production method according to claim 1 to solid-phase polycondensation at a temperature lower than the melting point.
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