JP5515196B2 - Polyester composition, polyester film comprising the same, and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、ポリエステル組成物及びその製造方法並びにそれから成るフィルムに関する。詳しくは、磁気記録媒体、鋼板貼り合せ、光学機材に使用され、環状三量体析出による欠点の少ないフィルム及びそのフィルムを与える製膜性の優れたポリエステル樹脂、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polyester composition, a method for producing the same, and a film comprising the same. More specifically, the present invention relates to a film that is used in magnetic recording media, steel sheet bonding, and optical equipment and has few defects due to cyclic trimer precipitation, a polyester resin having excellent film forming properties that gives the film, and a method for manufacturing the same.
ポリエステル樹脂はジカルボン酸成分とジオール成分の重縮合によって得られ、特に、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体とエチレングリコールから製造される線状高分子であり、汎用性、実用性の点で優れており、フィルム、シート、繊維などの素材として好適に使用されている。 A polyester resin is obtained by polycondensation of a dicarboxylic acid component and a diol component, and is a linear polymer produced from terephthalic acid or its ester-forming derivative and ethylene glycol, and is excellent in versatility and practicality. And is suitably used as a material for films, sheets, fibers and the like.
しかし、ポリエステルの成形工程等において、環状化合物の析出が問題となっている。例えば、磁気記録材料用のベースフィルムであれば、環状化合物が析出によって粗大突起を形成して磁気記録を阻害したり、光学用ベースフィルムであれば、加工工程での加熱により環状化合物が析出して光学的な濁りや輝点を発生させ、鋼板貼り合わせ用フィルムであれば、鋼板に貼り合わせた後の外観に曇りを発生させる。 However, precipitation of cyclic compounds is a problem in polyester molding processes and the like. For example, in the case of a base film for magnetic recording materials, the cyclic compound forms coarse protrusions by precipitation, thereby inhibiting magnetic recording. In the case of an optical base film, the cyclic compound is precipitated by heating in the processing step. Thus, optical turbidity and bright spots are generated, and in the case of a film for laminating steel sheets, haze is generated in the appearance after being laminated to the steel sheets.
これらの環状化合物については、種々の報告がなされており、例えばポリエチレンテレフタレートについては、環状化合物の主たる成分は環状三量体であり、これらはポリエチレンテレフタレートの重縮合反応時に平衡反応で生成することが、例えば非特許文献1、2により報告されている。 Various reports have been made on these cyclic compounds. For example, for polyethylene terephthalate, the main component of the cyclic compound is a cyclic trimer, which can be produced by an equilibrium reaction during the polycondensation reaction of polyethylene terephthalate. For example, it is reported by nonpatent literatures 1 and 2.
また、これらポリエチレンテレフタレートの製造には、重縮合触媒として主にアンチモン化合物が使用されている。しかしながら、重縮合触媒としてアンチモン化合物を使用して重合したポリエステル樹脂は、固相重合等で環状三量体含有量を低減したポリエステルを用いても、溶融成形時に環状三量体が増加する速度が速いため、成形品に含まれる環状三量体量が多くなりやすい。そこで、アンチモンを全く使用しないかまたは使用しても極低量とすること、または他の金属を使用することが望まれている。 Further, in the production of these polyethylene terephthalates, antimony compounds are mainly used as polycondensation catalysts. However, a polyester resin polymerized using an antimony compound as a polycondensation catalyst has a rate at which the cyclic trimer increases at the time of melt molding even when a polyester whose cyclic trimer content is reduced by solid phase polymerization or the like is used. Since it is fast, the amount of the cyclic trimer contained in the molded product tends to increase. Therefore, it is desired that antimony is not used at all or even if it is used, the amount is extremely low, or other metals are used.
アンチモン系触媒の代わりに、ゲルマニウム化合物を使用して重合したポリエステル樹脂も公知である。しかし、ゲルマニウム化合物はアンチモン化合物よりも溶融成形時の環状三量体の増加速度が若干遅いものの、埋蔵量が僅かであるため、非常に高価であり、その代替として使用可能な触媒が望まれていた。そこで、安価なチタン化合物を使用して重合したポリエステル樹脂が各種提案されている。チタン触媒は、アンチモン触媒やゲルマニウム触媒に比べ活性が高く少量の使用ですみ、更にアンチモン触媒やゲルマニウム触媒に比べて溶融成形時の環状三量体の増加速度が遅いため、チタン触媒を用いたポリエステル樹脂は工業上価値ある検討課題である。しかし、チタン触媒を用いて重合し、固相重合等で環状三量体を低減したポリエステル樹脂を用いても溶融成形時の環状三量体量増加量の抑制効果は十分とは言えない。 A polyester resin polymerized by using a germanium compound instead of the antimony catalyst is also known. However, although the rate of increase of the cyclic trimer at the time of melt molding is slightly slower than that of the antimony compound, the germanium compound is very expensive because it has a small reserve, and a catalyst that can be used as an alternative is desired. It was. Therefore, various polyester resins polymerized using an inexpensive titanium compound have been proposed. Titanium catalysts are more active than antimony catalysts and germanium catalysts, and can be used in small quantities. Furthermore, the rate of increase of cyclic trimers during melt molding is slower than antimony catalysts and germanium catalysts. Resins are an industrially valuable consideration. However, even if a polyester resin obtained by polymerization using a titanium catalyst and reducing the cyclic trimer by solid phase polymerization or the like is used, the effect of suppressing the increase in the cyclic trimer amount during melt molding cannot be said to be sufficient.
上記課題を解決すべく、規定量、規定種の重合触媒で重合したポリエステルチップを固相重合(特許文献1、2)する方法、リン水溶液でチップを処理(特許文献3)する方法、固有粘度やカルボキシル基量を特定の値にする(特許文献4)方法等が検討されている。しかし、これらの方法では、得られるポリエステル中の環状三量体量が変動するため、一定品質のポリエステルを工業的に得ることが非常に困難であった。 In order to solve the above problems, a method of solid-phase polymerization of polyester chips polymerized with a specified amount and a specified type of polymerization catalyst (Patent Documents 1 and 2), a method of treating chips with an aqueous phosphorous solution (Patent Document 3), intrinsic viscosity And a method of setting the carboxyl group amount to a specific value (Patent Document 4) has been studied. However, in these methods, since the amount of the cyclic trimer in the obtained polyester fluctuates, it is very difficult to industrially obtain a certain quality polyester.
また、かかる固相重合法により環状化合物を減少させる技術では、同時にポリエステルの重縮合反応も進行し、重合度の上昇も大きくなるため、環状化合物含有量の少ない成形品製造用原料としては不適当であった。 In addition, the technology for reducing the number of cyclic compounds by such a solid-state polymerization method is also unsuitable as a raw material for producing molded articles with a low content of cyclic compounds because the polycondensation reaction of the polyester proceeds at the same time and the degree of polymerization increases. Met.
すなわち、ポリエステルの重合度が大きくなると成形する際に溶融時のポリマーの粘度が大きくなり、そのために押し出し時の負荷が大きくなったり、また剪断発熱によりポリマー温度が上昇し、熱分解などの問題を生じたりすることとなる。 That is, when the degree of polymerization of the polyester increases, the viscosity of the polymer at the time of molding increases during molding, which increases the load during extrusion, and the polymer temperature rises due to shearing heat generation, causing problems such as thermal decomposition. Will occur.
そこで、不活性ガス雰囲気中で加熱することにより環状化合物を減少させる加熱処理が実施されている。 Then, the heat processing which reduces a cyclic compound by heating in inert gas atmosphere are implemented.
しかし、前述したチタン触媒で重合し、加熱処理を実施したポリエステルを使用しても成形体内の環状三量体量は十分に低減できないことが明らかとなった。 However, it has been clarified that the amount of cyclic trimer in the molded body cannot be sufficiently reduced even when a polyester polymerized with the above-described titanium catalyst and heat-treated is used.
そこで本発明者らは、鋭意検討の結果、ポリエステルに結晶核を含有させることで、目標とする環状三量体量のポリエステル成形体が得られることを明らかにした。すなわち、結晶核剤をポリエステルに含有させることによって、成形の際、剪断発熱が迅速に発生し、短時間でポリエステルを溶融できるため、成形に要する時間が短縮され、生成する環状三量体を抑制できることを見出した。
本発明の目的は、上記した従来の課題を解決し、チタン触媒を使用し、環状三量体の含有量の低く、押し出し成形に適し、製膜性の優れたポリエチレンテレフタレート、その製造方法およびポリエステルフィルムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, use a titanium catalyst, have a low cyclic trimer content, be suitable for extrusion molding, and have excellent film forming properties, a method for producing the same, and a polyester To provide a film.
前記した本発明の目的は、90mol%以上がエチレンテレフタレート単位からなるポリエステルであって、重合触媒金属化合物がチタン化合物であって、エチレンテレフタレート環状三量体の含有量が0.4wt%以下であり、かつエステル化後またはエステル交換後に添加された結晶核として酢酸ナトリウムを0.1〜1000ppm含んでおり、さらに結晶化促進剤としてポリエチレングリコールを1〜1000ppm含むことを特徴とするポリエステル組成物により達成される。 The object of the present invention described above is a polyester comprising 90 mol% or more of ethylene terephthalate units, the polymerization catalyst metal compound is a titanium compound, and the content of ethylene terephthalate cyclic trimer is 0.4 wt% or less. And 0.1 to 1000 ppm of sodium acetate as a crystal nucleus added after esterification or after transesterification, and further comprising 1 to 1000 ppm of polyethylene glycol as a crystallization accelerator. Is done.
本発明によれば、環状三量体量が少なく、さらに押し出し成形に適した粘度を有し、製膜性の優れたポリエステル組成物を提供することができる。本発明のポリエステル組成物は、成形体の使用時に環状三量体の析出による欠点を防止でき、繊維、フィルム、ボトルなどに有効に使用することができる。特に磁気テープなどの磁気記録媒体用途や光学フィルムなどの光学基材用途、食品用の容器、鋼板貼り合わせ用、包装用途や電気絶縁フィルムとして有効である。また通常使用されている条件を特に変更することなく紡糸、製膜、成形を行うことができ、しかも環状三量体による製糸時の油剤の汚染や製膜時のキャスティング・延伸設備の汚染などを防止することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a polyester composition having a small amount of cyclic trimer, a viscosity suitable for extrusion molding, and excellent film forming properties. The polyester composition of the present invention can prevent defects due to precipitation of a cyclic trimer when the molded body is used, and can be effectively used for fibers, films, bottles and the like. In particular, it is effective for magnetic recording media such as magnetic tapes, optical base materials such as optical films, food containers, steel sheet laminating, packaging applications, and electrical insulating films. In addition, spinning, film formation, and molding can be performed without changing the conditions that are normally used.Furthermore, contamination of the oil agent during yarn production by the cyclic trimer, contamination of casting / drawing equipment during film formation, etc. It becomes possible to prevent.
本発明のポリエステル樹脂組成物は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等を挙げることができ、さらにこれらの共重合体であってもよい。これらポリエステルの中でもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートがフィルムとしての特性が良好で好ましく、さらにポリエチレンテレフタレートが一番好ましい。ポリエチレンテレフタレートは共重合してもかまわないが、ポリエステル構成単位の90モル%以上がエチレンテレフタレート単位であることが好ましい。エチレンテレフタレート成分が90モル%未満である場合、ポリエステルの結晶性が悪くなり、本発明のポリエステル樹脂組成物の製造方法における結晶化度を満足することが難しくなる場合がある。 Examples of the polyester resin composition of the present invention include polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polycyclohexanedimethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, and these copolymers may also be used. . Among these polyesters, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are preferable because of their good film properties, and polyethylene terephthalate is most preferable. Polyethylene terephthalate may be copolymerized, but 90 mol% or more of the polyester structural units are preferably ethylene terephthalate units. When the ethylene terephthalate component is less than 90 mol%, the crystallinity of the polyester is deteriorated, and it may be difficult to satisfy the crystallinity in the method for producing a polyester resin composition of the present invention.
これらポリエステルの共重合成分としてジカルボン酸成分、グリコール成分、多官能成分を挙げることができ、例えばジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウムおよびこれらのアルキルエステルなどの芳香族ジカルボン酸成分、アジピン酸、セバシン酸、およびこれらのアルキルエステルなどの脂肪族ジカルボン酸成分、1,4シクロヘキサンジカルボン酸およびこれアルキルエステルなどの脂環族ジカルボン酸成分を挙げることができる。グリコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,4シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、イソソルベート等をあげることができる。また多官能成分としては、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多官能カルボン酸成分、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの多官能アルコールを挙げることができる。さらにpヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸を共重合成分として用いても良い。 Examples of copolymer components of these polyesters include dicarboxylic acid components, glycol components, and polyfunctional components. Examples of dicarboxylic acid components include terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, phthalic acid, and isophthalic acid. , Aromatic dicarboxylic acid components such as sodium sulfoisophthalate and their alkyl esters, aliphatic dicarboxylic acid components such as adipic acid, sebacic acid, and their alkyl esters, fats such as 1,4 cyclohexanedicarboxylic acid and their alkyl esters Mention may be made of cyclic dicarboxylic acid components. Examples of the glycol component include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, 1,4 cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, spiro glycol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, isosorbate, and the like. Examples of the polyfunctional component include polyfunctional carboxylic acid components such as trimellitic acid and pyromellitic acid, and polyfunctional alcohols such as trimethylolpropane and pentaerythritol. Furthermore, hydroxycarboxylic acids such as p-hydroxybenzoic acid may be used as a copolymerization component.
さらに、上記のポリエステルは、他に、ポリエステルと非反応性のスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体、該ポリエステルに実質的に不溶なポリアルキレングリコールなどの少なくとも一つを5重量%を超えない程度に含有または共重合されていてもよい。 Furthermore, the above polyester contains at least one of an alkali metal salt derivative of a sulfonic acid that is non-reactive with the polyester, a polyalkylene glycol substantially insoluble in the polyester, and the like so as not to exceed 5% by weight. Or it may be copolymerized.
本発明においてはポリエステル樹脂組成物に酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤としてはフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤などが好適である。特にリン系酸化防止剤は、ポリエステル樹脂溶融時における環状三量体再生を抑制する観点でも好ましい。リン系酸化防止剤としては、従来ポリエステルの製造工程で添加されるリン化合物であり、特に限定されないが、正リン酸、亜リン酸、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリ-n-ブチルホスフェート、トリエチルフォスフォノアセテートが好ましく挙げられる。 In the present invention, it is preferable to add an antioxidant to the polyester resin composition. As the antioxidant, a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant, an amine-based antioxidant, a lactone-based antioxidant, and the like are suitable. In particular, phosphorus-based antioxidants are also preferable from the viewpoint of suppressing cyclic trimer regeneration when the polyester resin is melted. The phosphorus-based antioxidant is a phosphorus compound that is conventionally added in the production process of polyester, and is not particularly limited, but is not limited to normal phosphoric acid, phosphorous acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, triethyl phosphate. Phonoacetate is preferable.
本発明においては、ポリエステル中の環状三量体の含有量は0.4重量%以下、好ましくは0.3重量%以下である。ポリエステル組成物中の環状三量体の含有量が0.4重量%を超えると、フィルム等に成形したとき表面から環状三量体が析出し、析出物が表面欠点となる。 In the present invention, the content of the cyclic trimer in the polyester is 0.4% by weight or less, preferably 0.3% by weight or less. When the content of the cyclic trimer in the polyester composition exceeds 0.4% by weight, the cyclic trimer is precipitated from the surface when formed into a film or the like, and the precipitate becomes a surface defect.
環状三量体はポリエステルの結晶部では存在できないため、フィルム成形の過程でポリエステルの結晶化が進行すれば非晶部へ偏在するようになる。非晶部で高濃度に偏在する環状三量体は、ポリエステル表面に析出しやすい状態にあり、非晶部での環状三量体量がおよそ1.2重量%を超えると析出してしまう。このため、ポリエステル樹脂組成物の結晶化度をc%(体積%)とすれば、環状三量体の含有量(重量%)は1.2×((100−c)/100)よりも小さいことが好ましい。結晶化度が50%のフィルムであれば、環状三量体の含有量は0.6重量%より小さいことが好ましく、0.5重量%より小さいことが好ましい。 Since the cyclic trimer cannot exist in the crystal part of the polyester, if the crystallization of the polyester proceeds during the film forming process, it will be unevenly distributed in the amorphous part. The cyclic trimer unevenly distributed at a high concentration in the amorphous part is in a state of being easily precipitated on the polyester surface, and is precipitated when the amount of the cyclic trimer in the amorphous part exceeds about 1.2% by weight. For this reason, if the crystallinity of the polyester resin composition is c% (volume%), the content (% by weight) of the cyclic trimer is smaller than 1.2 × ((100−c) / 100). It is preferable. If the film has a crystallinity of 50%, the content of the cyclic trimer is preferably less than 0.6% by weight, and more preferably less than 0.5% by weight.
本発明のポリエステル樹脂組成物は、カルボキシル末端基が20〜50当量/トンの範囲である。20当量/トン未満の場合、フィルム成形工程において延伸ロールとフィルムの密着性が低下して滑りやすくなり、フィルム表面に傷が付きやすくなる。さらに、フィルム表面に加工を施す際の接着性が不十分となる。一方、50当量/トンを超える場合、フィルムの巻き取り特性が低下し、フィルムに傷が発生しやすくなり、環状三量体の析出が多くなる傾向がある。好ましい範囲は25〜40当量/トンであり、最も好ましい範囲は28〜40当量/トンである。 The polyester resin composition of the present invention has a carboxyl end group in the range of 20 to 50 equivalent / ton. In the case of less than 20 equivalents / ton, the adhesion between the stretching roll and the film is lowered in the film forming step and the film becomes slippery, and the film surface is easily damaged. Furthermore, the adhesiveness when processing the film surface is insufficient. On the other hand, when it exceeds 50 equivalents / ton, the winding property of the film is lowered, the film is likely to be damaged, and the precipitation of the cyclic trimer tends to increase. The preferred range is 25-40 equivalents / ton, and the most preferred range is 28-40 equivalents / ton.
本発明のポリエステル樹脂組成物は、固有粘度が0.50〜0.75の範囲にある。本発明において固有粘度とは、オルトクロロフェノールを溶媒として25℃で測定したものであるが、これが0.50未満では成型品として不十分な機械特性となり、一方0.75を超える場合、溶融押し出しの際に剪断発熱が著しくなりポリマーの熱分解を誘発することがある。好ましい範囲は0.55〜0.70であり、最も好ましくは0.60〜0.68の範囲である。 The polyester resin composition of the present invention has an intrinsic viscosity in the range of 0.50 to 0.75. In the present invention, the intrinsic viscosity is measured at 25 ° C. using orthochlorophenol as a solvent. However, if it is less than 0.50, it becomes insufficient mechanical properties as a molded product, whereas if it exceeds 0.75, it is melt extruded. In this case, the shear heat generation becomes remarkable and may cause thermal decomposition of the polymer. A preferred range is 0.55 to 0.70, and most preferred is a range of 0.60 to 0.68.
本発明のポリエステルの重合触媒として用いるチタン触媒としては、チタンキレート化合物やテトラアルコキシチタン化合物が好ましい。例えばチタンアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテート、チタンエチルアセトアセテート、クエン酸チタン、シュウ酸チタン、乳酸チタン、チタンペルオキソクエン酸チタンアンモニウムなどのチタンキレートや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、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、テトラメチルチタネートなどのアルキルチタネートなどを挙げることができるが、なかでも、チタンキレート、テトラブチルチタネートを用いることが好ましい。 As a titanium catalyst used as a polymerization catalyst for the polyester of the present invention, a titanium chelate compound or a tetraalkoxytitanium compound is preferable. For example, titanium chelate or tetraisopropyl such as titanium acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium octylene glycolate, titanium lactate, titanium ethyl acetoacetate, titanium citrate, titanium oxalate, titanium lactate, titanium peroxocitrate ammonium ammonium Alkyl titanates such as titanate, tetrabutyl titanate, tetra (2-ethylhexyl) titanate, and tetramethyl titanate can be mentioned. Among them, titanium chelate and tetrabutyl titanate are preferably used.
結晶核剤は、無機物でも有機物でもよい。具体的には、例えば、タルク、クレーなどの粘土類;酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化鉄などの金属酸化物;炭酸塩(例えば炭酸マグネシウムなど)、ケイ酸塩、硫酸塩(例えば硫酸バリウムなど)、リン酸塩などの無機塩;モノカルボン酸の金属塩(例えばリチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩など)、安息香酸の金属塩(例えばナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩など)、有機燐化合物の金属塩(例えばマグネシウム塩、亜鉛塩など)などの有機酸塩;アイオノマー、ポリエステルオリゴマーのアルカリ金属塩、全芳香族ポリエステルなどの高分子微粉末;カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムなどの無機単体粉末を挙げることができる。これらの結晶核剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、これらの結晶核剤の中でも、酢酸ナトリウムが好ましい。なお、平均粒径が0.1〜100μmのものが最も好ましく用いられる。 The crystal nucleating agent may be inorganic or organic. Specifically, for example, clays such as talc and clay; metal oxides such as zinc oxide, magnesium oxide, alumina, and iron oxide; carbonates (eg, magnesium carbonate), silicates, sulfates (eg, barium sulfate) Etc.), inorganic salts such as phosphates; metal salts of monocarboxylic acids (eg lithium salts, sodium salts, magnesium salts, calcium salts, barium salts etc.), metal salts of benzoic acids (eg sodium salts, potassium salts, calcium) Organic acid salts such as metal salts of organic phosphorus compounds (eg, magnesium salts and zinc salts); polymer powders such as ionomers, alkali metal salts of polyester oligomers, wholly aromatic polyesters; carbon black, graphite, An inorganic simple substance powder such as aluminum can be mentioned. These crystal nucleating agents can be used alone or in combination of two or more. Of these crystal nucleating agents, sodium acetate is preferred. The one having an average particle diameter of 0.1 to 100 μm is most preferably used.
結晶化促進剤を添加することもできる。結晶化促進剤としては、PETの可塑剤として作用する低分子化合物又は高分子化合物を用いることができ、特に融点が80°以下のものが好適に使用できる。上記低分子化合物としては、例えばベンゾフェノンなどのケトン;テトラクロルエタンなどのハロゲン化炭化水素;ネオペンチルグリコールジベンゾエート、トリフェニルフォスフェート、フタル酸エステルなどのエステル;N−置換芳香族アミドなどのアミド類を挙げることができる。上記高分子化合物としては、例えばカプロラクトンその他の各種脂肪族ポリエステル類;末端封鎖脂肪族ポリエステル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリグリコール類;末端封鎖ポリグリコール類;脂環式カルボン酸変性ポリオレフィンなどのポリオレフィン類;ナイロン6などのポリアミドを挙げることができる。これらの結晶化促進剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 A crystallization accelerator can also be added. As the crystallization accelerator, a low-molecular compound or a high-molecular compound that acts as a plasticizer for PET can be used, and those having a melting point of 80 ° or less can be suitably used. Examples of the low molecular weight compound include ketones such as benzophenone; halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethane; esters such as neopentyl glycol dibenzoate, triphenyl phosphate and phthalate; amides such as N-substituted aromatic amides. There can be mentioned. Examples of the polymer compound include caprolactone and other various aliphatic polyesters; end-capped aliphatic polyesters; polyglycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene glycol; end-capped polyglycols; alicyclic carboxylic acid Mention may be made of polyolefins such as modified polyolefins; polyamides such as nylon 6. These crystallization accelerators can be used alone or in combination of two or more.
本発明における結晶核剤の添加量は、PETに対して0.1〜1000ppmであることが好ましく、50〜600ppmであることが更に望ましい。添加量が0.1ppm以下である場合には、ポリマー中に生成する結晶核量が十分でなく、溶融成形時に剪断発熱発生速度が遅く、溶融時間が長くなるために環状三量体の生成量が増加する。また、1000ppm以上添加した場合は、ポリマー中に生成する結晶核量が多すぎ、異物となるため好ましくない。また、結晶化促進剤の添加量は、PETに対して1〜1000ppmであることが好ましい。 The addition amount of the crystal nucleating agent in the present invention is preferably 0.1 to 1000 ppm, more preferably 50 to 600 ppm with respect to PET. When the addition amount is 0.1 ppm or less, the amount of crystal nuclei generated in the polymer is not sufficient, the rate of generation of shear heat generation is slow at the time of melt molding, and the amount of cyclic trimer produced is increased due to the longer melting time. Will increase. Moreover, when 1000 ppm or more is added, since the amount of crystal nuclei produced | generated in a polymer is too much and becomes a foreign material, it is not preferable. Moreover, it is preferable that the addition amount of a crystallization accelerator is 1-1000 ppm with respect to PET.
上記結晶核剤と結晶化促進剤の添加量は、使用するPETの種類によっても相違するが、少な過ぎると、結晶化度が小さくなりやすく、逆に多過ぎると、結晶化度は高くなるが、PET本来の物性が損なわれやすく、いずれも得られる成形品の機械的強度が低下しやすくなる。 The addition amount of the crystal nucleating agent and the crystallization accelerator differs depending on the type of PET used. However, if the amount is too small, the crystallinity tends to be small, and conversely if too large, the crystallinity increases. In addition, the original physical properties of PET are likely to be impaired, and the mechanical strength of the obtained molded product tends to decrease.
酢酸ナトリウム等のエチレングリコールに可溶の金属塩は、エチレングリコールを50〜100℃に加熱し、30分以上攪拌した後に反応系に添加することで粒径の優れた結晶核が得られる。50℃以下または100℃以上の場合、結晶核が上手く形成されない。また、該エチレングリコール溶液は、溶融重縮合前または溶融重縮合中に添加することができる。 A metal salt soluble in ethylene glycol such as sodium acetate can be obtained by heating ethylene glycol to 50 to 100 ° C., stirring it for 30 minutes or more, and then adding it to the reaction system to obtain a crystal nucleus having an excellent particle size. When it is 50 ° C. or lower or 100 ° C. or higher, crystal nuclei are not formed well. The ethylene glycol solution can be added before or during melt polycondensation.
上記したポリエステル樹脂組成物を得る方法について次に示す。 A method for obtaining the above-described polyester resin composition will be described below.
結晶核剤、結晶化促進剤はエステル化反応またはエステル交換反応の前及び/または反応中、及び/または重縮合反応の及び/または反応中に添加することができポリエチレンテレフタレートはたとえば、次のいずれかのプロセスにより製造することができる。すなわち、(1)テレフタル酸とエチレングリコールを原料とし、直接エステル化反応によって低重合体を得、さらにその後の重縮合反応によって高分子量ポリマーを得るプロセス、(2)ジメチルテレフタレートとエチレングリコールを原料とし、エステル交換反応によって低重合体を得、さらにその後の重縮合反応によって高分子量ポリマーを得るプロセスである。本発明においては、(1)または(2)のいずれの方法でも採ることができる。(1)または(2)どちらの方法においても、エステル化反応またはエステル交換反応後に結晶核剤を添加することができ、さらに結晶化促進剤を添加することができる。さらに必要に応じて酸化防止剤、ブロッキング防止剤などを反応前、反応中に添加することができる。 The crystal nucleating agent and the crystallization accelerator can be added before and / or during the esterification reaction or transesterification reaction and / or during and / or during the polycondensation reaction. Can be manufactured by any process. (1) A process in which terephthalic acid and ethylene glycol are used as raw materials, a low polymer is obtained by direct esterification reaction, and a high molecular weight polymer is obtained by subsequent polycondensation reaction, and (2) dimethyl terephthalate and ethylene glycol are used as raw materials. In this process, a low polymer is obtained by a transesterification reaction, and a high molecular weight polymer is obtained by a subsequent polycondensation reaction. In the present invention, either method (1) or (2) can be adopted. (1) or (2) In both methods, it is possible to add a nucleating agent after the esterification reaction or ester exchange reaction, can be further added crystallization accelerator. Furthermore, an antioxidant, an antiblocking agent, etc. can be added before reaction during reaction as needed.
ポリエステル樹脂の固有粘度は、重合の終点をポリマーの撹拌トルクで判定することができる。撹拌トルクが高い場合にはポリマーの溶融粘度が高く、固有粘度も高くなる。目的とする固有粘度になるように重合装置の終点判定撹拌トルクを設定すればよい。 The intrinsic viscosity of the polyester resin can determine the end point of polymerization by the stirring torque of the polymer. When the stirring torque is high, the polymer has a high melt viscosity and a high intrinsic viscosity. What is necessary is just to set the end point determination stirring torque of a superposition | polymerization apparatus so that it may become the target intrinsic viscosity.
得られた重合の終了したポリエステル樹脂は重合装置下部からストランド状に吐出し、水冷しながらカッターによってカッティングすればよい。 The obtained polyester resin after polymerization may be discharged in the form of a strand from the lower part of the polymerization apparatus and cut with a cutter while cooling with water.
得られたポリエステル樹脂は、加熱処理する前に乾燥することが好ましい。乾燥はチップを減圧下または熱風流通下で120℃〜180℃に加熱し、2時間以上加熱すればよい。このような乾燥工程によってポリエステル樹脂の結晶化度も30%以上とすることができる。 The obtained polyester resin is preferably dried before heat treatment. Drying may be performed by heating the chip to 120 ° C. to 180 ° C. under reduced pressure or flowing hot air for 2 hours or more. By such a drying process, the crystallinity of the polyester resin can be increased to 30% or more.
本発明のポリエステル樹脂組成物を得るための加熱処理方法について以下に説明する。 The heat processing method for obtaining the polyester resin composition of this invention is demonstrated below.
圧力が960hPa以上、1160hPa以下、流通量がポリエステル1kgあたり0.1リットル/hr未満の不活性ガスの雰囲気下、190℃以上250℃以下の温度で、0.5時間以上60時間以下加熱する方法を好ましく採用することが出来る。 A method of heating at a temperature of 190 ° C. or more and 250 ° C. or less for 0.5 hours or more and 60 hours or less in an inert gas atmosphere with a pressure of 960 hPa or more and 1160 hPa or less and a flow rate of less than 0.1 liter / hr per kg of polyester Can be preferably employed.
不活性ガス雰囲気としては、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスや窒素ガス、炭酸ガス等を挙げることができる。このうち窒素ガスが入手しやすく、好ましく用いることができる。これらの不活性ガスに含有される酸素や水分の濃度は、500体積ppm以下であることが好ましい。酸素や水分の濃度が500ppmを超える場合にはポリエステルの劣化が起こりやすくなり、ポリエステルの着色などの原因となる。 Examples of the inert gas atmosphere include rare gases such as helium, neon, and argon, nitrogen gas, and carbon dioxide gas. Of these, nitrogen gas is easily available and can be preferably used. The concentration of oxygen and moisture contained in these inert gases is preferably 500 ppm by volume or less. When the concentration of oxygen or moisture exceeds 500 ppm, the polyester is likely to be deteriorated, which causes coloring of the polyester.
上記処理において、圧力が高いほど末端カルボキシル基量が増加する傾向にあり、圧力が1160hPaを越えると、末端カルボキシル基濃度が多くなりすぎるためか、フィルムの巻き取り特性が低下、フィルムに傷が発生しやすくなり、環状三量体の析出が多くなる傾向がある。 In the above treatment, the amount of terminal carboxyl groups tends to increase as the pressure increases. If the pressure exceeds 1160 hPa, the terminal carboxyl group concentration increases too much, or the winding property of the film deteriorates and the film is damaged. And the precipitation of the cyclic trimer tends to increase.
一方、圧力が低いほど固相重合に近い状態となって、末端カルボキシル基量が低下する傾向にあり、960hPa未満になると、フィルム成形工程において延伸ロールとフィルムの密着性が低下して滑りやすくなり、フィルム表面に傷が付きやすくなり、環状三量体の析出抑制が困難となる傾向がある。1000hPa〜1100hPaが更に好ましい。 On the other hand, the lower the pressure, the closer to solid phase polymerization, the lower the amount of terminal carboxyl groups tends to decrease. When the pressure is less than 960 hPa, the adhesion between the stretching roll and the film decreases in the film forming process, and it becomes slippery. The film surface tends to be damaged, and it tends to be difficult to suppress the precipitation of the cyclic trimer. 1000 hPa-1100 hPa is more preferable.
不活性ガスの流通量が1kgあたり0.1リットル/hr以下であると、いわゆる固相重合が起きないので、ポリエステルの末端カルボキシル基濃度が低下せず、環状三量体の抑制が良好となり好ましい。 When the flow rate of the inert gas is 0.1 liter / hr or less per kg, so-called solid-phase polymerization does not occur. Therefore, the terminal carboxyl group concentration of the polyester does not decrease, and the suppression of the cyclic trimer is preferable. .
処理時間については、0.5時間以上60時間以下であると、環状三量体の析出抑制が良好であるので好ましい。 About processing time, it is preferable that it is 0.5 hour or more and 60 hours or less because precipitation suppression of a cyclic trimer is favorable.
加熱処理を施すポリエステルの固有粘度は0.50〜0.75の範囲にある。0.50未満では、環状三量体は減少しやすいものの得られたポリエステル成型体は機械特性が不十分となる。固有粘度が0.75を超える場合には環状三量体の減少速度が遅く、長時間の加熱処理が必要になり経済的に不利である。好ましい固有粘度は0.55〜0.70の範囲、さらには0.60〜0.68の範囲が好ましい。このような範囲の固有粘度を有するポリエステル樹脂は、通常の溶融重合において重合撹拌トルクを制御することで得ることができる。 The intrinsic viscosity of the polyester subjected to the heat treatment is in the range of 0.50 to 0.75. If it is less than 0.50, the cyclic trimer tends to decrease, but the obtained polyester molded product has insufficient mechanical properties. When the intrinsic viscosity exceeds 0.75, the rate of reduction of the cyclic trimer is slow, and a long-time heat treatment is required, which is economically disadvantageous. The intrinsic viscosity is preferably in the range of 0.55 to 0.70, more preferably in the range of 0.60 to 0.68. A polyester resin having an intrinsic viscosity in such a range can be obtained by controlling the polymerization stirring torque in ordinary melt polymerization.
加熱処理を施すポリエステルのカルボキシル末端基量は20〜50eq/106gの範囲で、更に好ましくは25〜40eq/106g、最も好ましくは28〜40eq/106gである。20eq/106g以下では、加熱処理後のポリエステルのカルボキシル末端基量が少なく、製膜時に破れの原因となる。また、50eq/106g以上の場合、加熱処理時の環状三量体の減少速度が遅くなり好ましくない。 Carboxyl terminal group content of the polyester is subjected to a heat treatment in the range of 20~50eq / 10 6 g, more preferably 25~40eq / 10 6 g, and most preferably 28~40eq / 10 6 g. If it is 20 eq / 10 6 g or less, the amount of carboxyl terminal groups of the polyester after the heat treatment is small, which causes tearing during film formation. Moreover, when it is 50 eq / 10 6 g or more, the decrease rate of the cyclic trimer during the heat treatment is undesirably low.
加熱処理を施すポリエステル樹脂は、結晶化度が30%以上である。環状三量体はポリエステル樹脂の非晶部に存在するため、結晶化が進行すれば環状三量体は非晶部に濃縮されることになる。このような状態のポリエステルは、非晶部において過飽和となった環状三量体が平衡量まで減少するために、ポリエステル樹脂全体としての環状三量体量を低減することができる。結晶化度が30%未満である場合、非晶部における環状三量体の過飽和度が不十分なために大きな環状三量体低減効果を期待することができない。なお、結晶化度は加熱処理の最中にも高めることができ、最終的には70%以上の結晶化度とすることが好ましい。結晶化度を30%以上とする方法は、加熱処理の前に結晶化処理工程を設けることが好ましく、例えばポリエステル樹脂を減圧下、または熱風流通下において120〜180℃で2時間以上加熱することが好ましい。該工程を乾燥工程と兼ねても良い。 The polyester resin subjected to the heat treatment has a crystallinity of 30% or more. Since the cyclic trimer exists in the amorphous part of the polyester resin, the cyclic trimer is concentrated in the amorphous part as crystallization proceeds. In the polyester in such a state, the cyclic trimer supersaturated in the amorphous part is reduced to the equilibrium amount, so that the amount of the cyclic trimer as the whole polyester resin can be reduced. When the degree of crystallinity is less than 30%, a large cyclic trimer reduction effect cannot be expected because the supersaturation degree of the cyclic trimer in the amorphous part is insufficient. Note that the crystallinity can be increased even during the heat treatment, and it is preferable that the crystallinity be 70% or higher in the end. In the method of setting the crystallinity to 30% or more, it is preferable to provide a crystallization treatment step before the heat treatment. For example, the polyester resin is heated at 120 to 180 ° C. for 2 hours or more under reduced pressure or hot air flow. Is preferred. You may combine this process with a drying process.
ポリエステル樹脂の結晶化度は密度変化によって確認することができ、例えば完全非晶部の密度を1.335g/cm3 、結晶密度を1.455g/cm3とすれば、結晶化度=(チップ密度−1.335)/(1.455−1.335)で求めることができる。 The crystallinity of the polyester resin can be confirmed by a change in density. For example, if the density of the complete amorphous part is 1.335 g / cm 3 and the crystal density is 1.455 g / cm 3 , the crystallinity = (chip). Density-1.335) / (1.455-1.335).
加熱処理を施す温度は、190℃〜250℃の範囲である。190℃未満では環状三量体減少速度が遅いために処理時間が長くなり、経済的に不利であり、一方処理温度が250℃を超える場合にはポリエステル樹脂の融着が起こりやすく、さらには熱劣化も起こるためにポリエステルの着色が激しくなる。好ましい温度範囲は200℃〜240℃であり、さらには220℃〜235℃の範囲が好ましい。 The temperature at which the heat treatment is performed is in the range of 190 ° C to 250 ° C. If it is less than 190 ° C, the cyclic trimer reduction rate is slow, resulting in a long treatment time, which is economically disadvantageous. On the other hand, if the treatment temperature exceeds 250 ° C, the polyester resin is likely to be fused, and further heat Since the deterioration also occurs, the coloring of the polyester becomes intense. A preferable temperature range is 200 ° C to 240 ° C, and further a range of 220 ° C to 235 ° C is preferable.
加熱処理を施す時間は0.5〜60時間の範囲である。ポリエステル樹脂に残存する重合触媒の量や処理温度によって時間は変わるが、0.5時間未満では十分に環状三量体を減少させることが困難であり、60時間を超える場合には経済的に不利となる。上記した製造方法によって、ポリエステルの重合度を上昇させず、着色などさせずに環状三量体のみを減少させることができる。更に好ましくは10〜50時間、最も好ましくは15〜35時間である。 The time for performing the heat treatment is in the range of 0.5 to 60 hours. Although the time varies depending on the amount of the polymerization catalyst remaining in the polyester resin and the treatment temperature, it is difficult to sufficiently reduce the cyclic trimer if it is less than 0.5 hour, and it is economically disadvantageous if it exceeds 60 hours. It becomes. By the above production method, only the cyclic trimer can be reduced without increasing the degree of polymerization of the polyester and without coloring it. More preferably, it is 10 to 50 hours, and most preferably 15 to 35 hours.
上記の加熱処理に使用する熱処理装置としては、ポリエステルを均一に加熱できるものが好ましい。具体的には静置式乾燥機、回転式乾燥機、流動式乾燥機や種々の撹拌翼を有する乾燥機、連続式タワー乾燥機などを用いることができる。 As the heat treatment apparatus used for the above heat treatment, those capable of uniformly heating the polyester are preferable. Specifically, a stationary dryer, a rotary dryer, a fluid dryer, a dryer having various stirring blades, a continuous tower dryer, or the like can be used.
本発明のポリエステル樹脂組成物から得られるポリエステルフィルムは、長期の保管においても環状三量体がフィルム表面に析出しにくく、さらに加熱した状態でフィルムを処理しても環状三量体がフィルム表面に析出しにくいので、磁気記録媒体や光学用、包装用フィルムに好適である。フィルムの特定表面だけ環状三量体の析出を抑制したい場合であれば、積層フィルムとすることもできる。本発明のポリエステル樹脂を積層すれば、積層した面だけでなく、積層していない面の環状三量体析出を少なくすることもできる。積層を行う場合は、少なくとも一方の表面が上記した本発明のポリエステル樹脂組成物を含んでいることが好ましい。 In the polyester film obtained from the polyester resin composition of the present invention, the cyclic trimer is less likely to precipitate on the film surface even during long-term storage, and even if the film is processed in a heated state, the cyclic trimer remains on the film surface. Since it is difficult to deposit, it is suitable for magnetic recording media, optical and packaging films. If it is desired to suppress the precipitation of the cyclic trimer only on the specific surface of the film, a laminated film can be formed. If the polyester resin of this invention is laminated | stacked, the cyclic | annular trimer precipitation of not only the surface which laminated | stacked but the surface which is not laminated | stacked can also be decreased. When laminating, it is preferable that at least one surface contains the above-described polyester resin composition of the present invention.
加熱処理が終了したポリエステル樹脂は冷却して槽内から取り出す。 The polyester resin after the heat treatment is cooled and taken out from the tank.
フィルムに成形する際にはポリエステル樹脂を押出機に投入し、押出機に備え付けたスリット口金から連続して溶融シートを押し出す。押し出された溶融シートは静電印加法によって鏡面冷却ドラムに密着させ、非晶のキャストシートを得る。なお、積層フィルムとする際には、2台以上の押出機を用いてポリマーを溶融し、溶融したポリマーを積層ブロックや口金内で合流させて積層することができる。 When forming into a film, a polyester resin is put into an extruder, and a molten sheet is continuously extruded from a slit base provided in the extruder. The extruded molten sheet is brought into close contact with the mirror cooling drum by an electrostatic application method to obtain an amorphous cast sheet. In addition, when setting it as a laminated | multilayer film, a polymer can be fuse | melted using two or more extruders, and the fuse | melted polymer can be united and laminated | stacked within a laminated block or a nozzle | cap | die.
得られた非晶性のシートは次いで、種々の延伸法、たとえば、ロール延伸法あるいはテンター延伸法により二軸に延伸しこれを巻き取る。延伸の順序は逐次でも同時でもいずれでも良い。 The obtained amorphous sheet is then stretched biaxially by various stretching methods such as a roll stretching method or a tenter stretching method and wound up. The order of stretching may be either sequential or simultaneous.
ここで縦方向への延伸とはフィルムに長手方向の分子配向を与えるための延伸をいい、例えば、延伸ロールを用いてロールの周速差により施される。この延伸は1段階で行ってもよく、また複数本のロール対を使用して多段階に行っても良い。延伸の倍率としては2〜15倍が好ましく、より好ましくは2.5〜7倍である。 Here, stretching in the longitudinal direction refers to stretching for imparting a molecular orientation in the longitudinal direction to the film. For example, the stretching is performed by using a stretching roll depending on a difference in peripheral speed of the roll. This stretching may be performed in one stage, or may be performed in multiple stages using a plurality of roll pairs. The stretching ratio is preferably 2 to 15 times, more preferably 2.5 to 7 times.
横方向の延伸とはフィルムに幅方向の配向を与えるための延伸をいい、例えば、テンターを用いてフィルムの両端をクリップで把持しながら搬送して幅方向に延伸する。延伸の倍率としては2〜10倍が好ましい。 Stretching in the transverse direction refers to stretching for giving the film an orientation in the width direction. For example, the film is stretched in the width direction by using a tenter while gripping both ends of the film with clips. The stretching ratio is preferably 2 to 10 times.
同時二軸延伸の場合はテンター内にてフィルムの両端をクリップで把持しながら搬送しつつ、縦方向および横方向に同時に延伸するものであり、この方法を用いてもよい。 In the case of simultaneous biaxial stretching, the film is stretched simultaneously in the longitudinal direction and the lateral direction while being conveyed while being gripped by clips in the tenter, and this method may be used.
こうして二軸延伸されたフィルムは平面性、寸法安定性を付与するためにテンター内で延伸温度以上融点以下の熱処理を行うのが好ましく、均一に除冷後、室温まで冷やして巻き取られる。本発明のフィルムにおいては熱処理温度としては120〜240℃であることが平面性、寸法安定性などの点から好ましい。 The biaxially stretched film is preferably subjected to a heat treatment at a temperature not lower than the stretching temperature and not higher than the melting point in the tenter in order to impart flatness and dimensional stability. After uniform cooling, the film is cooled to room temperature and wound. In the film of the present invention, the heat treatment temperature is preferably 120 to 240 ° C. from the viewpoints of flatness and dimensional stability.
また、易接着層、粒子層等を形成する場合は、グラビアコートやメタリングバーなどのコーティング技術を用いて、延伸前、または縦延伸と横延伸の間でコーティング成分をインラインで塗布してもよいし、延伸後オフラインコーティングしてもよい。 In addition, when forming an easy-adhesion layer, particle layer, etc., the coating components may be applied in-line before stretching or between longitudinal stretching and lateral stretching using a coating technique such as gravure coating or metering bar. It is also possible to perform off-line coating after stretching.
本発明のポリエステル樹脂組成物およびポリエステルフィルムは、磁気記録媒体用や光学基材用のフィルム、鋼板貼り合わせ用フィルムおよび包装用フィルムに好適である。 The polyester resin composition and polyester film of the present invention are suitable for films for magnetic recording media and optical substrates, films for laminating steel sheets, and packaging films.
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
(1)ポリエステル中の環状三量体の定量
試料20mgをOCP(オルトクロロフェノール)に150℃で30分間溶解し、室温で冷却する。その後、内部標準として1、4−ジフェニルベンゼンを添加後、メタノール2mlを加えて、高速遠心分離機でポリマーを分離後、液層部を測定する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(1) Determination of cyclic trimer in polyester
A 20 mg sample is dissolved in OCP (orthochlorophenol) at 150 ° C. for 30 minutes and cooled at room temperature. Thereafter, 1,4-diphenylbenzene is added as an internal standard, 2 ml of methanol is added, the polymer is separated with a high-speed centrifuge, and the liquid layer portion is measured.
装置:島津製LC−10ADvp
カラム:YMC−Pack ODS−2 150mm×4.6mm
カラム温度:40℃
流量:1.3ml/min
注入量:10μm
検出器:UV240nm
溶離液:A液(純水):B液(メタノール)=25:75
(2)結晶核含有量測定
ポリエステルをオルトクレゾール/クロロホルム(重量比7/3)に90〜100℃で溶解し、遠心分離器で遠心分離し、沈殿物をオルトクレゾール/クロロホルム(重量比7/3)で洗浄し、乾燥後重量を測定した。
(3)固有粘度
オルトクロロフェノールを用いて25℃で測定した。
(4)カルボキシ末端基濃度
ポリエステルをオルトクレゾール/クロロホルム(重量比7/3)に90〜100℃で溶解し、アルカリで電位差測定して求めた。
(5)環状三量体強制析出試験
縦・横5cm角のフィルムを150℃で30分間熱風オーブン内で加熱した後、走査型電子顕微鏡でフィルム表面を観察し、100μm四方あたりの直径が1μm以上の環状三量体析出物個数をカウントした。
(参考例)乳酸チタンナトリウムキレート化合物の合成方法
攪拌機、凝縮器及び温度計を備えた3Lのフラスコ中の温水(371g)に乳酸(226.8g、2.52モル)を溶解させた。この攪拌されている溶液に滴下漏斗からチタンテトライソプロポキシド(285g、1.00モル)をゆっくり加えた。この混合物を1時間加熱、還流させて曇った溶液を生成させ、これよりイソプロパノール/水混合物を減圧下で蒸留した。その生成物を70℃より低い温度まで冷却し、そしてその攪拌されている溶液にNaOH(380g、3.04モル)の32重量/重量%水溶液を滴下漏斗によりゆっくり加えた。得られた生成物をろ過し、次いでエチレングリコール(504g、80モル)と混合し、そして減圧下で加熱してイソプロパノール/水を除去し、わずかに曇った淡黄色の生成物(チタン含有量5.6重量%)を得た。{乳酸チタンナトリウムキレート化合物}
実施例1
テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール62重量部をエステル交換反応槽に仕込み、150℃で溶融した。ついで酢酸マグネシウム4水塩を0.05重量部仕込んでメタノールを留出させながらエステル交換反応をおこなった。反応物の温度を3時間かけて235℃まで昇温し、エステル交換反応が終了したのち酢酸ナトリウムを0.025重量部、ポリエチレングリコール0.01重量部をエチレングリコール80℃で1時間攪拌後、添加した。ついで参考例で準備した乳酸チタンナトリウムキレート化合物をチタン元素としてテレフタル酸ジメチルに対して5ppm(重量)となるように添加した。その後、反応物を重縮合装置に移行した。
Device: Shimadzu LC-10ADvp
Column: YMC-Pack ODS-2 150 mm x 4.6 mm
Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 1.3ml / min
Injection amount: 10 μm
Detector: UV240nm
Eluent: Liquid A (pure water): Liquid B (methanol) = 25: 75
(2) Measurement of crystal nucleus content Polyester was dissolved in orthocresol / chloroform (weight ratio 7/3) at 90 to 100 ° C. and centrifuged with a centrifuge, and the precipitate was orthocresol / chloroform (weight ratio 7 / After washing in 3) and drying, the weight was measured.
(3) Intrinsic viscosity
Measurement was performed at 25 ° C. using orthochlorophenol.
(4) Carboxy end group concentration
The polyester was dissolved in orthocresol / chloroform (weight ratio 7/3) at 90 to 100 ° C., and the potential difference was measured with an alkali.
(5) Cyclic trimer forced precipitation test
After heating a vertical and horizontal 5cm square film at 150 ° C for 30 minutes in a hot air oven, the surface of the film is observed with a scanning electron microscope, and the number of cyclic trimer precipitates with a diameter of 1µm or more per 100µm square is counted. did.
(Reference Example) Method for synthesizing sodium lactate sodium chelate compound
Lactic acid (226.8 g, 2.52 mol) was dissolved in warm water (371 g) in a 3 L flask equipped with a stirrer, condenser and thermometer. To this stirred solution, titanium tetraisopropoxide (285 g, 1.00 mol) was slowly added from a dropping funnel. The mixture was heated to reflux for 1 hour to produce a cloudy solution from which the isopropanol / water mixture was distilled under reduced pressure. The product was cooled to a temperature below 70 ° C. and a 32 wt / wt% aqueous solution of NaOH (380 g, 3.04 mol) was slowly added via a dropping funnel to the stirred solution. The resulting product was filtered and then mixed with ethylene glycol (504 g, 80 mol) and heated under reduced pressure to remove isopropanol / water and a slightly cloudy light yellow product (titanium content 5 .6% by weight). {Titanium lactate sodium chelate compound}
Example 1
100 parts by weight of dimethyl terephthalate and 62 parts by weight of ethylene glycol were charged into a transesterification reactor and melted at 150 ° C. Subsequently, 0.05 part by weight of magnesium acetate tetrahydrate was added, and transesterification was carried out while distilling methanol. The temperature of the reaction product was raised to 235 ° C. over 3 hours, and after the transesterification reaction was completed, 0.025 parts by weight of sodium acetate and 0.01 parts by weight of polyethylene glycol were stirred at 80 ° C. for 1 hour, Added. Subsequently, the sodium titanium lactate chelate compound prepared in the reference example was added as a titanium element so as to be 5 ppm (weight) with respect to dimethyl terephthalate. Thereafter, the reaction product was transferred to a polycondensation apparatus.
低重合体を30rpmで撹拌しながら、反応系を235℃から285℃まで徐々に昇温するとともに、圧力を130Paまで下げた。最終温度、最終圧力到達までの時間はともに90分とした。所定の撹拌トルクとなった時点で反応系を窒素ガスによって常圧に戻し重縮合反応を停止し、冷水中にストランド状に吐出、直ちにカッティングしてポリエステルチップを得た。 While stirring the low polymer at 30 rpm, the reaction system was gradually heated from 235 ° C. to 285 ° C. and the pressure was reduced to 130 Pa. The time to reach the final temperature and final pressure was both 90 minutes. When the predetermined stirring torque was reached, the reaction system was returned to normal pressure with nitrogen gas, the polycondensation reaction was stopped, discharged into cold water as a strand, and immediately cut to obtain a polyester chip.
得られたポリエステルチップの固有粘度は0.64、環状三量体の含有量は1.2重量%であった。 The obtained polyester chip had an intrinsic viscosity of 0.64 and a cyclic trimer content of 1.2% by weight.
このポリエステルを170℃で減圧下に乾燥し、結晶化度が60%であるポリエステルを得た。ついで乾燥済みのチップ100重量部を回転式熱処理機に仕込み、内部を水分率、酸素濃度が40ppm以下である窒素ガスで満たし、内部圧力を1024hPaとした。ついで槽内温度を昇温し、230℃となった時点から20時間温度を保持したのちチップを取り出した。 This polyester was dried at 170 ° C. under reduced pressure to obtain a polyester having a crystallinity of 60%. Next, 100 parts by weight of the dried chips were charged into a rotary heat treatment machine, the interior was filled with nitrogen gas having a moisture content and an oxygen concentration of 40 ppm or less, and the internal pressure was 1024 hPa. Next, the temperature in the tank was raised, and after maintaining the temperature for 20 hours from 230 ° C., the chip was taken out.
得られたチップの固有粘度は0.64dl/g、環状三量体量は0.25重量%、結晶化度は70%であった。その他特性を表1に示す。 The obtained chip had an intrinsic viscosity of 0.64 dl / g, a cyclic trimer amount of 0.25% by weight, and a crystallinity of 70%. Other characteristics are shown in Table 1.
処理の終わったチップを押出機に投入し、285℃で溶融し、口金からシート状に押し出した。溶融シートは、表面温度が25℃に制御された鏡面ドラムへ静電印加法によって密着させて冷却した。ついで得られた非晶性ポリエステルシートは90℃に加熱された延伸ロールによって長手方向に3.3倍延伸し、ついてテンター式延伸機によって110℃で幅方向に3.8倍延伸した。延伸の終了したフィルムは230℃で熱固定してロールに巻き取った。フィルム厚みは30μmであり、フィルムに含まれる環状三量体の含有量は0.42重量%であった。環状三量体強制析出試験をしたところ、環状三量体析出はみられなかった。 The processed chip was put into an extruder, melted at 285 ° C., and extruded from the die into a sheet. The molten sheet was cooled by being brought into close contact with a mirror drum whose surface temperature was controlled at 25 ° C. by an electrostatic application method. Next, the obtained amorphous polyester sheet was stretched 3.3 times in the longitudinal direction by a stretching roll heated to 90 ° C., and then stretched 3.8 times in the width direction at 110 ° C. by a tenter type stretching machine. The stretched film was heat-set at 230 ° C. and wound on a roll. The film thickness was 30 μm, and the content of the cyclic trimer contained in the film was 0.42% by weight. When a cyclic trimer forced precipitation test was performed, no cyclic trimer precipitation was observed.
実施例2、3
実施例1における重合触媒をテトラ−n−ブチルチタネートおよびシュウ酸チタンに変更した以外は実施例1と同様に重合をおこない、チップを加熱処理したのちフィルムにした。
Examples 2 and 3
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the polymerization catalyst in Example 1 was changed to tetra-n-butyl titanate and titanium oxalate, and the chip was heated to form a film.
実施例4〜7
実施例1における酢酸ナトリウムの添加量のみを変更して同様に重合をおこない、チップを加熱処理したのちフィルムにした。
Examples 4-7
Only the amount of sodium acetate added in Example 1 was changed, and polymerization was carried out in the same manner.
実施例8、9
重合終了判定トルクを変更し、固有粘度をそれぞれ0.50dl/g、0.75dl/gと変更する以外は実施例1と同様にフィルムを製膜した。
ポリマーの固有粘度が低いまたは高いために押出のシートの厚みを均一にすることが難しく、製膜中での破れも発生した。
Examples 8 and 9
A film was formed in the same manner as in Example 1 except that the polymerization termination determination torque was changed and the intrinsic viscosities were changed to 0.50 dl / g and 0.75 dl / g, respectively.
Due to the low or high intrinsic viscosity of the polymer, it was difficult to make the thickness of the extruded sheet uniform, and tearing occurred during film formation.
実施例10〜15
加熱処理条件を表1のように変更する以外は実施例1と同様にフィルムにした。
Examples 10-15
A film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment conditions were changed as shown in Table 1.
参考例16
酢酸ナトリウムの代わりにタルクを添加する以外は実施例1と同様にフィルムにした。
Reference Example 16
A film was prepared in the same manner as in Example 1 except that talc was added instead of sodium acetate.
比較例1
酢酸ナトリウムを添加しない以外は実施例1と同様にしてフィルムを得た。環状三量体析出量が多く、製品として適さないものであった。
Comparative Example 1
A film was obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium acetate was not added. A large amount of cyclic trimer was deposited, which was not suitable as a product.
比較例2
実施例1における酢酸ナトリウムの添加量のみを変更して同様に重合をおこない、チップを加熱処理したのちフィルムにした。異物が多く見られた。また、環状三量体析出量が多く、製品として適さないものであった。
Comparative Example 2
Only the amount of sodium acetate added in Example 1 was changed, and polymerization was carried out in the same manner. Many foreign bodies were seen. Moreover, the cyclic trimer precipitation amount was large, and it was not suitable as a product.
比較例3
加熱処理条件を表1の通りに変更する以外は実施例1と同様にフィルムにした。環状三量体析出量が多く、製品として適さないものであった。
Comparative Example 3
A film was formed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment conditions were changed as shown in Table 1. A large amount of cyclic trimer was deposited, which was not suitable as a product.
比較例4、5
重合触媒を表1の通りに変更する以外は実施例1と同様にフィルムにした。環状三量体析出量が多く、製品として適さないものであった。
Comparative Examples 4 and 5
A film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymerization catalyst was changed as shown in Table 1. A large amount of cyclic trimer was deposited, which was not suitable as a product.
結果を表1にまとめた。 The results are summarized in Table 1.
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