JP5519156B2 - Method for producing highly crystalline polyester composition - Google Patents
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Description
本発明は高結晶性ポリエステル組成物の製造方法に関する。さらに詳しくは、高い結晶性を有することにより、優れた機械的強度、耐熱性、寸法安定性を発揮することが期待できるポリエステル組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a highly crystalline polyester composition. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyester composition that can be expected to exhibit excellent mechanical strength, heat resistance, and dimensional stability by having high crystallinity.
ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下、PENと称することがある。)、ポリトリメチレンテレフタレート(以下、PTTと称することがある。)及びポリテトラメチレンテレフタレート(以下、PBTと称することがある。)は、その機械的、物理的及び化学的性能が優れているため、繊維、フィルム又はその他の成形物に広く利用されている。 Polyester, particularly polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as PET), polyethylene naphthalate (hereinafter sometimes referred to as PEN), polytrimethylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as PTT) and polytetra. Methylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as PBT) is widely used for fibers, films or other molded articles because of its excellent mechanical, physical and chemical performance.
ポリエステル樹脂は強度、伸度、ヤング率若しくは弾性回復率等の機械的性質、耐熱性若しくは寸法安定性等の物理的性質、又は耐薬品性若しくは耐水性等の化学的性質が優れ、安価であるために工業的に大きな価値を有していることは良く知られている。例えば、PET、PENの場合、繊維、樹脂成形品及びフィルム等で、PTTの場合、繊維等で、PBTの場合、エンプラに代表される樹脂成型品として、多く用いられている。結晶性高分子であるポリエスエルは、結晶部がその強度・ヤング率など物理的特性を担っていると考えられ、ポリエステルの結晶性を高めることができれば、諸物性の改善(高強度化、高ヤング率化、高タフネス化、寸法安定性向上、耐熱性向上、ガスバリア性向上、疲労性向上など)が達成できると期待されている。また高結晶性のポリエステルを利用すれば、樹脂成型品を生産する場合、樹脂の成形サイクルが短縮できるメリットが期待できる。また、共重合したポリエステルの場合、結晶性が低下するために乾燥工程においてチップ同士が融着し、和菓子のおこし状の塊物が発生し、工程異常を引き起こす事例があり、結晶性の向上にこれら問題を抑制できる点からも期待されている。 Polyester resin has excellent mechanical properties such as strength, elongation, Young's modulus or elastic recovery rate, physical properties such as heat resistance or dimensional stability, or chemical properties such as chemical resistance or water resistance, and is inexpensive. Therefore, it is well known that it has great industrial value. For example, in the case of PET and PEN, it is often used as a fiber, a resin molded product, a film, etc. In the case of PTT, it is a fiber or the like, and in the case of PBT, it is often used as a resin molded product typified by engineering plastics. Polyester, which is a crystalline polymer, is thought to be responsible for physical properties such as strength and Young's modulus of the crystalline part. If the crystallinity of polyester can be increased, various physical properties can be improved (higher strength, higher Young's Efficiency, toughness, dimensional stability improvement, heat resistance improvement, gas barrier property improvement, fatigue improvement, etc.) are expected to be achieved. In addition, if a highly crystalline polyester is used, when a resin molded product is produced, a merit that a resin molding cycle can be shortened can be expected. Also, in the case of copolymerized polyester, the crystallinity is reduced, so the chips are fused together in the drying process, and there is a case where a cake-like lump of Japanese confectionery is generated, causing a process abnormality, which improves the crystallinity. It is also expected from the point that these problems can be suppressed.
さて、ポリエステル製品を製造する工程において、その成形性を向上させる方法として、換言すると高結晶性ポリエステルの利用する方法として、アンチモン化合物や各種化合物との組み合わせる方法が提案されている(例えば、特許文献1〜2参照。)。しかし、これら従来の方法によって得られたポリエステルの結晶性は不十分なレベルであった。 Now, in the process of producing a polyester product, as a method of improving the moldability, in other words, as a method of using a highly crystalline polyester, a method of combining an antimony compound and various compounds has been proposed (for example, Patent Documents). 1-2.) However, the crystallinity of the polyesters obtained by these conventional methods was insufficient.
一方、高結晶性ポリエステルを得る方法として、ホスホン酸化合物を添加する方法が過去提案されている(例えば、特許文献3〜15参照。)。これら方法は、アルカリ土類金属や遷移金属の水素化物、酸化物、酢酸塩の如き金属化合物とリン化合物と反応させ微粒子を形成することを特徴とし、非常に高い結晶性のポリエステルを得られる特徴を有していた。 On the other hand, as a method for obtaining a highly crystalline polyester, a method of adding a phosphonic acid compound has been proposed in the past (for example, see Patent Documents 3 to 15). These methods are characterized in that fine particles are formed by reacting a metal compound such as an alkaline earth metal or transition metal hydride, oxide or acetate with a phosphorus compound, and a very high crystalline polyester can be obtained. Had.
しかし、反応中に凝集粒子が発生しやすい大きな問題点があった。すなわち金属化合物とエチレングリコールの反応による、金属化合物のエチレングリコール塩の生成や、あるいは金属化合物とテレフタル酸の反応による、金属化合物のテレフタル酸金属塩の生成反応など、目的とする金属塩以外の析出粒子が副生成する問題が存在していた。これら副生成物である金属塩は、得られたポリエステルを繊維・フィルム・樹脂に溶融成形する際に、ア)パック圧上昇させる原因、イ)糸切れの原因、ウ)口金異物の原因、あるいはエ)ポリエステル成形の外観を損ねる原因となる、など問題を引き起こす。 However, there is a big problem that aggregated particles are easily generated during the reaction. That is, precipitation other than the desired metal salt, such as the formation of an ethylene glycol salt of a metal compound by the reaction of a metal compound and ethylene glycol, or the formation reaction of a metal compound of terephthalic acid by the reaction of a metal compound and terephthalic acid. There was a problem of particles being by-produced. These by-products, such as metal salts, can be used to a) increase the pack pressure, b) cause thread breakage, c) cause foreign matter in the base, or D) Causes problems such as deteriorating the appearance of polyester molding.
過去の検討では、これに対し、(1)アルカリ金属の添加や、(2)ホスホン酸化合物と金属種の比率の最適化や、(3)ホスホン酸化合物の種類と金属化合物の種類の変更、(4)ホスホン酸化合物と金属化合物の添加時期の最適化によって、副反応や凝集粒子の析出の低減や、目的のホスホン酸金属塩の凝集低減を試みていたが、これら改善は十分なレベルではなかった(例えば、特許文献1〜11参照。)。 In the past studies, (1) addition of alkali metals, (2) optimization of the ratio of phosphonic acid compound and metal species, (3) change of types of phosphonic acid compounds and metal compounds, (4) By optimizing the timing of addition of the phosphonic acid compound and the metal compound, attempts were made to reduce side reactions and precipitation of aggregated particles, and to reduce the aggregation of the target phosphonic acid metal salt. (For example, refer to Patent Documents 1 to 11).
このように従来のポリエステルの結晶性向上の検討は、物性の向上の観点及び、成形性向上の観点から非常に注目されており、欠点のさらなる低減や得られるポリエステル成型品の物性向上が要求されてきた。 As described above, studies for improving the crystallinity of conventional polyesters have attracted a great deal of attention from the viewpoint of improving physical properties and improving moldability, and further reduction of defects and improvement of physical properties of the obtained polyester molded products are required. I came.
本発明の目的は、エステル交換反応及び重縮合反応中に金属化合物とアルキレングリコールやテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸の反応に由来する副生成物の凝集粒子発生を低減できる高結晶性ポリエステル組成物の製造方法を提供することである。 The object of the present invention is to produce a highly crystalline polyester composition capable of reducing the generation of aggregated particles of by-products derived from the reaction of a metal compound with alkylene glycol, terephthalic acid or naphthalenedicarboxylic acid during the transesterification and polycondensation reactions. Is to provide a method.
本発明者らは上記従来技術に鑑み鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、下記一般式(I)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルと、下記一般式(II)で表されるジオール成分をエステル交換反応により反応させた後、重縮合反応によりポリエステルを製造する工程の任意の段階で、一般式(III)で示されるホスホン酸金属塩をポリエステル組成物全重量に対して0.01〜1.0質量%となるように添加することを特徴とするポリエステル組成物の製造方法であり、この方法によって上記課題を解決することができる。
R1OCO−R2−COOR1 (I)
[上記一般式(I)中、R1は炭素数1〜2個のアルキル基を示し、R2はp−フェニレン基又は2,6−ナフタレン基を示す。]
HO−R3−OH (II)
[上記一般式(II)中、R3は炭素数2〜4個の直鎖型アルキレン基を示す。]
That is, in the present invention, a dicarboxylic acid dialkyl ester represented by the following general formula (I) is reacted with a diol component represented by the following general formula (II) by a transesterification reaction, and then a polyester is produced by a polycondensation reaction. The polyester characterized by adding the phosphonic acid metal salt represented by the general formula (III) so as to be 0.01 to 1.0% by mass with respect to the total weight of the polyester composition at any stage of the step of It is a manufacturing method of a composition, and the said subject can be solved by this method.
R 1 OCO-R 2 -COOR 1 (I)
[In the general formula (I), R 1 represents an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and R 2 represents a p-phenylene group or a 2,6-naphthalene group. ]
HO-R 3 -OH (II)
[In the general formula (II), R 3 represents a linear alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. ]
本発明によれば従来のような副生成物であるスケールや凝集粒子を生成することなく、結晶核となるホスホン酸金属塩を含有する結晶性の良好なポリエステル組成物を製造することが可能であり、成形性(製糸性・延伸性・加工性)に優れたポリエステル成形品の製造が可能となる。 According to the present invention, it is possible to produce a polyester composition with good crystallinity containing a phosphonic acid metal salt that becomes a crystal nucleus without producing a by-product scale or aggregate particles as in the prior art. In addition, it becomes possible to produce a polyester molded product having excellent moldability (yarn-making property, stretchability, and processability).
以下本発明を詳しく説明する。
本発明におけるポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸ジアルキルエステルとジオール成分をエステル交換反応させ、ついで重縮合反応させて得られるが、テレフタル酸とエチレングリコールの重縮合反応により得られるエチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルが好ましく用いられる。ここで主たるとは全繰り返し単位中70モル%以上がエチレンテレフタレート単位であることを表す。本発明のポリエステル組成物の製造方法におけるポリエステル部分の製造方法は、通常知られているポリエステルの製造方法が用いられる。すなわち、まずテレフタル酸ジメチルエステルの如きジカルボン酸ジエステル成分とエチレングリコールの如きグリコール成分とをエステル交換反応させる方法により、ジカルボン酸のグリコールエステル及び/又はその低重合体を製造する。次いでこの反応生成物を重縮合触媒の存在下で減圧加熱して所定の重合度になるまで重縮合反応させることによって、目的とするポリエステルが製造される。
The present invention will be described in detail below.
The polyester in the present invention is obtained by subjecting an aromatic dicarboxylic acid dialkyl ester and a diol component to a transesterification reaction, followed by a polycondensation reaction, and mainly repeating ethylene terephthalate units obtained by a polycondensation reaction of terephthalic acid and ethylene glycol. The unit polyester is preferably used. Here, “main” means that 70 mol% or more of all repeating units are ethylene terephthalate units. As a method for producing a polyester portion in the method for producing a polyester composition of the present invention, a conventionally known polyester production method is used. That is, first, a dicarboxylic acid glycol ester and / or a low polymer thereof is produced by a transesterification reaction between a dicarboxylic acid diester component such as dimethyl terephthalate and a glycol component such as ethylene glycol. Then, the reaction product is heated under reduced pressure in the presence of a polycondensation catalyst and subjected to a polycondensation reaction until a predetermined degree of polymerization is obtained, whereby a target polyester is produced.
具体的には、下記一般式(I)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルと下記一般式(II)で表されるジオール成分を用いる。
R1OCO−R2−COOR1 (I)
[上記一般式(I)中、R1は炭素数1〜2個のアルキル基を示し、R2はp−フェニレン基又は2,6−ナフタレン基を示す。]
HO−R3−OH (II)
[上記一般式(II)中、R3は炭素数2〜4個の直鎖型アルキレン基を示す。]
Specifically, a dicarboxylic acid dialkyl ester represented by the following general formula (I) and a diol component represented by the following general formula (II) are used.
R 1 OCO-R 2 -COOR 1 (I)
[In the general formula (I), R 1 represents an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and R 2 represents a p-phenylene group or a 2,6-naphthalene group. ]
HO-R 3 -OH (II)
[In the general formula (II), R 3 represents a linear alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. ]
上記一般式(I)で表されるジカルボン酸ジアルキルエステルとしては、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジエチルを挙げることができる。これらの中でも、テレフタル酸ジメチル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルが好ましい。上記一般式(II)で表されるジオール成分としては、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール(トリメチレングリコール、1,3−プロパンジオール)、1.4−ブチレングリコール(テトラメチレングリコール、1,4−ブタンジオール)を挙げることができる。 Examples of the dicarboxylic acid dialkyl ester represented by the general formula (I) include dimethyl terephthalate, diethyl terephthalate, dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate, and diethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate. Among these, dimethyl terephthalate and dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate are preferable. Examples of the diol component represented by the general formula (II) include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol (trimethylene glycol, 1,3-propanediol), 1.4-butylene glycol (tetramethylene glycol, 1, 4-butanediol).
またエステル交換反応においては、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、マンガン化合物、亜鉛化合物、スズ化合物などのエステル交換反応触媒として所定量用いることが好ましい。具体的には、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マンガン、酢酸スズを挙げることができる。 In the transesterification reaction, it is preferable to use a predetermined amount as a transesterification catalyst for alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, manganese compounds, zinc compounds, tin compounds and the like. Specific examples include sodium acetate, potassium acetate, manganese acetate, and tin acetate.
本発明のポリエステル組成物の製造方法に用いられる重縮合触媒については、特に限定されるものではないが、アンチモン、チタン、ゲルマニウム、アルミニウム、ジルコニウム、スズ化合物を用いることができる。このような化合物としては、例えばアンチモン、チタン、ゲルマニウム、アルミニウム、ジルコニウム、スズの酸化物、酢酸塩、カルボン酸塩、水素化物、アルコラート、ハロゲン化物、炭酸塩、硫酸塩等を挙げることができる。また、これらの化合物は二種以上を併用してもよい。 Although it does not specifically limit about the polycondensation catalyst used for the manufacturing method of the polyester composition of this invention, Antimony, titanium, germanium, aluminum, a zirconium, and a tin compound can be used. Examples of such a compound include antimony, titanium, germanium, aluminum, zirconium, tin oxide, acetate, carboxylate, hydride, alcoholate, halide, carbonate, sulfate and the like. Moreover, these compounds may use 2 or more types together.
またエステル交換反応における温度・圧力・時間、重縮合反応における温度・圧力・時間も対応する従来のポリエステル(例えば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)において知られている温度・圧力条件・時間を採用することができる。 In addition, the temperature, pressure, and time in the transesterification reaction and the temperature, pressure, and time in the polycondensation reaction should be the same as those for conventional polyesters (eg, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate). Can do.
<ホスホン酸金属塩塩の種類>
本発明の高結晶性ポリエステル組成物の製造方法としては、下記一般式(III)で表されるホスホン酸金属塩を添加することによって達成される。
<Types of phosphonic acid metal salt>
The method for producing the highly crystalline polyester composition of the present invention can be achieved by adding a phosphonic acid metal salt represented by the following general formula (III).
但しZ=2のとき、n=1、m=1であり、Z=3のとき、n=3、m=2であり、Z=4のとき、n=2、m=1である。]
However, when Z = 2, n = 1 and m = 1, when Z = 3, n = 3 and m = 2, and when Z = 4, n = 2 and m = 1. ]
官能基R4は、炭素数1〜12個のアルキル基、炭素数6〜12個のアリール基又はベンジル基を示し、具体的には、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、フェニル基、o−メチルフェニル基、m−メチルフェニル基、p−メチルフェニル基、o−エチルフェニル基、m−エチルフェニル基、p−エチルフェニル基、ブチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、4−フェニルフェニル基、ベンジル基を挙げることができる。それらの中でも好ましくはアリール基が選択され、より好ましくはフェニル基である。MZ+としては、Mg2+、又は第3〜4周期2〜15族の金属イオンから選ばれる。中でも、得られるポリエステル組成物が高い結晶性を示す点で、マグネシウム、マンガン、コバルト、亜鉛及びチタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素、より具体的にはMg2+、Mn2+、Co2+、Zn2+、Ti4+を好ましく例示できる。上記一般式(III)においては、Z=2のとき、n=1、m=1であり、Z=3のとき、n=3、m=2であり、Z=4のとき、n=2、m=1である。これはとりもなおさず式2×n=Z×mを満たすようにすることである。一般式(III)で表される化合物においてカチオン種の電荷量とアニオン種の電荷量を同じにするためである。なお、Z=2のとき、mは0.9〜1.1の範囲にあることが、Z=3のとき、mは1.8〜2.2の範囲にあることが、Z=4のとき、mは0.9〜1.1の範囲にあることがそれぞれ好ましい。mがこれらの範囲からはずれる場合、アニオン種とカチオン種の電荷量が一致せず、ホスホン酸金属塩に含まれる不純物の量が増え、結晶性向上の効果が低下するため好ましくないことがある。 The functional group R 4 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a benzyl group. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a normal propyl group, an isopropyl group, a normal group Butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, phenyl group, o-methylphenyl group, m-methylphenyl group, p-methylphenyl group, o -Ethylphenyl group, m-ethylphenyl group, p-ethylphenyl group, butylphenyl group, hexylphenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 4-phenylphenyl group and benzyl group can be exemplified. Among them, an aryl group is preferably selected, and a phenyl group is more preferable. M Z + is selected from Mg 2+ , or metal ions of the 3rd to 4th group 2 to 15 group. Among them, at least one metal element selected from the group consisting of magnesium, manganese, cobalt, zinc, and titanium, more specifically, Mg 2+ , Mn 2+ , Co in that the obtained polyester composition exhibits high crystallinity. Preferred examples include 2+ , Zn 2+ and Ti 4+ . In the general formula (III), when Z = 2, n = 1 and m = 1, when Z = 3, n = 3 and m = 2, and when Z = 4, n = 2 , M = 1. This is to satisfy the formula 2 × n = Z × m. This is because the charge amount of the cation species and the charge amount of the anion species in the compound represented by the general formula (III) are the same. Note that when Z = 2, m is in the range of 0.9 to 1.1, and when Z = 3, m is in the range of 1.8 to 2.2. M is preferably in the range of 0.9 to 1.1. If m deviates from these ranges, the charge amounts of the anion species and the cation species do not match, the amount of impurities contained in the phosphonic acid metal salt increases, and the effect of improving the crystallinity is lowered, which may be undesirable.
すなわちホスホン酸金属塩としては、フェニルホスホン酸金属塩を好ましく挙げることができ、フェニルホスホン酸マグネシウム塩、フェニルホスホン酸マンガン塩、フェニルホスホン酸コバルト塩、フェニルホスホン酸亜鉛塩、フェニルホスホン酸チタン塩をより好ましく挙げることができる。 That is, as the phosphonic acid metal salt, a phenylphosphonic acid metal salt can be preferably mentioned, and phenylphosphonic acid magnesium salt, phenylphosphonic acid manganese salt, phenylphosphonic acid cobalt salt, phenylphosphonic acid zinc salt, phenylphosphonic acid titanium salt. More preferred can be mentioned.
<ホスホン酸金属塩の添加量について>
本発明に用いるホスホン酸金属塩は、全ポリエステル組成物の質量に対して0.01〜1.0質量%含有している必要がある。
ホスホン酸金属塩の含有量が0.01質量%未満の場合、得られるポリエステル組成物の結晶性が不十分であり、1.0質量%を超えると、ホスホン酸金属塩の粒子同士が凝集し、高次の凝集粒子を形成し、好ましくない。ホスホン酸金属塩の含有量は全ポリエステル組成物の質量に対して0.02〜0.5質量%の範囲が好ましく、0.03〜0.2質量%の範囲が更に好ましい。
<About the amount of phosphonic acid metal salt added>
The phosphonic acid metal salt used for this invention needs to contain 0.01-1.0 mass% with respect to the mass of all the polyester compositions.
When the content of the phosphonic acid metal salt is less than 0.01% by mass, the resulting polyester composition has insufficient crystallinity, and when it exceeds 1.0% by mass, the particles of the phosphonic acid metal salt aggregate. High-order aggregated particles are formed, which is not preferable. The content of the phosphonic acid metal salt is preferably in the range of 0.02 to 0.5 mass%, more preferably in the range of 0.03 to 0.2 mass% with respect to the mass of the total polyester composition.
<ホスホン酸金属塩の添加時期>
ここでポリエステル製造時における一般式(III)のホスホン酸金属塩の添加時期としては特に限定はないが、エステル交換反応の開始前から重縮合反応が終了する任意の段階で添加することができる。好ましくはエステル交換反応の終了後から重縮合反応を開始するまでの時期に添加することである。
<Time of adding phosphonic acid metal salt>
Here, the addition time of the phosphonic acid metal salt of the general formula (III) in the production of the polyester is not particularly limited, but it can be added at any stage where the polycondensation reaction ends before the start of the transesterification reaction. Preferably, it is added at the time from the end of the transesterification reaction to the start of the polycondensation reaction.
<ホスホン酸金属塩の添加方法>
ホスホン酸金属塩の添加方法としては、特に限定はないが、ホスホン酸金属塩を含有するスラリーの状態で添加する湿式法、あるいは溶媒を含まないでホスホン酸金属塩そのものを、添加する乾式法が挙げられる。ホスホン酸金属塩自体の添加量が微量な場合の調整が容易なことから、湿式法が好ましく採用する事できる。
<Method of adding phosphonic acid metal salt>
The method for adding the phosphonic acid metal salt is not particularly limited, but there are a wet method in which the phosphonic acid metal salt is added in a slurry state, or a dry method in which the phosphonic acid metal salt itself is added without containing a solvent. Can be mentioned. The wet method can be preferably employed because adjustment is easy when the amount of the phosphonic acid metal salt itself is very small.
<湿式法について>
湿式法を採用した場合の溶媒としては、ポリエステル組成物から容易に除去可能な低沸点の溶媒であり、ホスホン酸金属塩が不溶である溶媒を使用することが好ましい。このような溶媒として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ベンジルアルコールの如きアルコール類、トルエン、キシレン、テトラヒドロフランの如き炭化水素化合物類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドの如き、アミド系極性溶媒類を挙げることができる。これら溶媒は、単一の溶媒として利用することができ、また複数の溶媒種を組み合わせた混合溶媒として利用することもできる。
<About wet method>
As the solvent when the wet method is adopted, it is preferable to use a solvent having a low boiling point that can be easily removed from the polyester composition and insoluble in the metal phosphonate. Examples of such solvents include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, alcohols such as benzyl alcohol, and hydrocarbon compounds such as toluene, xylene, and tetrahydrofuran. And amide polar solvents such as dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. These solvents can be used as a single solvent, or can be used as a mixed solvent in which a plurality of solvent species are combined.
<ホスホン酸金属塩の分散剤>
湿式法で利用するホスホン酸金属塩スラリーは、必要に応じて、分散剤を添加することができる。このような分散剤としては、下記一般式(IV)で示されるモノカルボン酸化合物を上げることができる。
<Dispersant of phosphonic acid metal salt>
A dispersant can be added to the phosphonic acid metal salt slurry used in the wet method, if necessary. As such a dispersant, a monocarboxylic acid compound represented by the following general formula (IV) can be raised.
これらの中で具体的には、酢酸、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、プロピオン酸、プロピオ酸リチウム、プロピオ酸ナトリウム、プロピオ酸カリウム、プロピオ酸ルビジウム、プロピオ酸セシウム、安息香酸、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸ルビジウム、安息香酸セシウムを挙げることができる。それらの中でも分散剤としては入手容易性、得られた粒子を微分散化に優れる点から酢酸、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムが特に良好である。このような化合物を用いて通常採用される方法により、ホスホン酸金属塩スラリーを製造することができる。 Among these, specific examples include acetic acid, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, propionic acid, lithium propioate, sodium propioate, potassium propioate, rubidium propioate, cesium propioate, benzoic acid. Examples include acid, lithium benzoate, sodium benzoate, potassium benzoate, rubidium benzoate, and cesium benzoate. Among these, acetic acid, lithium acetate, sodium acetate, and potassium acetate are particularly preferable because of their availability as a dispersant and excellent dispersion of the obtained particles. A phosphonic acid metal salt slurry can be produced by a method usually employed using such a compound.
<ホスホン酸金属塩の製造方法>
使用するホスホン酸金属塩としては、市販のホスホン酸金属塩を使用することもできるが、ホスホン酸との所定の金属化合物から微細なホスホン酸金属塩の微粒子を調製することが好ましい。粗大な粒子としてホスホン酸金属塩が残っていると、といった問題が生じやすくなり、また余りに微細な粒子にしすぎても、背景技術の欄にて説明したような問題が生じることがある。
<Method for producing phosphonic acid metal salt>
As the phosphonic acid metal salt to be used, a commercially available phosphonic acid metal salt can be used, but it is preferable to prepare fine phosphonic acid metal salt fine particles from a predetermined metal compound with phosphonic acid. If the phosphonic acid metal salt remains as coarse particles, a problem such as that easily occurs, and even if the particles are too fine, the problems described in the background art may occur.
<製造後の後処理>
また本発明のポリエステル組成物の製造方法は、必要に応じ重縮合反応を終えて得られたポリエステルを溶融混練し、ホスホン酸金属塩を添加・微細化することができる。混練する方法は特に限定されるものではないが、通常の一軸、二軸混練機を使用することが好ましい。さらに好ましくは、得られるポリエステル組成物の重合度の低下を抑制するために、ベント式の一軸、二軸混練機を使用する方法を例示できる。
<Post-processing after production>
Moreover, the manufacturing method of the polyester composition of this invention can melt-knead the polyester obtained after finishing polycondensation reaction as needed, and can add and refine | miniaturize a phosphonic acid metal salt. The method of kneading is not particularly limited, but it is preferable to use a normal uniaxial or biaxial kneader. More preferably, in order to suppress a decrease in the degree of polymerization of the resulting polyester composition, a method of using a vented uniaxial or biaxial kneader can be exemplified.
この混練時の条件は特に限定されるものではないが、例えばポリエステルの融点以上、滞留時間は1時間以内、好ましくは1分〜30分である。また、混練機へのホスホン酸金属塩とポリエステルの供給方法は特に限定されるものではない。例えば乾式法によりホスホン酸金属塩とポリエステルを別々に混練機に供給する方法、ホスホン酸金属塩とポリエステルを予め固体状態で混合してから混練機に供給する方法、予め高濃度でホスホン酸金属塩を含有するポリエステルを準備しておき、別途ポリエステルチップと混練機中で混合して供給する方法(いわゆるマスターバッチ法)などを挙げることができる。 The conditions during the kneading are not particularly limited. For example, the melting point is higher than the melting point of the polyester and the residence time is within 1 hour, preferably 1 minute to 30 minutes. Moreover, the supply method of the phosphonic acid metal salt and polyester to a kneading machine is not specifically limited. For example, a method of separately supplying a phosphonic acid metal salt and a polyester to a kneader by a dry method, a method of previously mixing a phosphonic acid metal salt and a polyester in a solid state and then supplying them to a kneader, a phosphonic acid metal salt in a high concentration Examples include a method (so-called master batch method) in which a polyester containing is previously prepared and mixed and supplied in a kneader and a polyester chip.
<ポリエステル組成物の固有粘度>
本発明のポリエステル組成物の固有粘度(溶媒:オルトクロロフェノール、測定温度:35℃)は特に限定はないが、0.5〜1.5dL/gの範囲にあることが好ましい。該固有粘度が0.5dL/g未満の場合、溶融紡糸して得られるポリエステル繊維の機械的特性が不十分となり、1.5dL/gを超える場合、溶融成形性が低下する為好ましくない、ポリエステル組成物の固有粘度は0.6〜0.1.3dL/gの範囲が更に好ましい。
<Intrinsic viscosity of polyester composition>
The intrinsic viscosity (solvent: orthochlorophenol, measurement temperature: 35 ° C.) of the polyester composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 1.5 dL / g. When the intrinsic viscosity is less than 0.5 dL / g, the mechanical properties of the polyester fiber obtained by melt spinning become insufficient, and when it exceeds 1.5 dL / g, the melt moldability is lowered, which is not preferable. The intrinsic viscosity of the composition is more preferably in the range of 0.6 to 0.1.3 dL / g.
本発明によって得られるポリエステル組成物のポリエステルがPETからなる場合、降温結晶化ピーク温度(Tcd)としては、205℃以上220℃以下が好ましい。205℃以下では、製糸性・フィルムの製膜性の向上の効果が少なく、またTcdが220℃以上のポリエステルは本発明の製造方法では得ることは困難である。また本発明によって得られるポリエステル組成物のポリエステルがPETからなる場合、昇温結晶化ピーク温度(Tci)としては、130℃以上150℃以下が好ましい。Tciが130℃以下のポリエステル組成物は本発明の製造方法では得ることは困難であり、またTciが150℃以上の場合、得られたポリエステル組成物のチップ融着を抑制する効果が少なく、好ましくない。 When the polyester of the polyester composition obtained by the present invention is made of PET, the temperature falling crystallization peak temperature (Tcd) is preferably 205 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. When the temperature is 205 ° C. or lower, the effect of improving the yarn forming property and film forming property is small, and it is difficult to obtain a polyester having a Tcd of 220 ° C. or higher by the manufacturing method of the present invention. Moreover, when polyester of the polyester composition obtained by this invention consists of PET, as temperature rising crystallization peak temperature (Tci), 130 to 150 degreeC is preferable. A polyester composition having a Tci of 130 ° C. or lower is difficult to obtain by the production method of the present invention, and when the Tci is 150 ° C. or higher, the effect of suppressing chip fusion of the obtained polyester composition is small. Absent.
本発明によって得られるポリエステル組成物のポリエステルがPENの場合、降温結晶化ピーク(Tcd)としては、200℃以上220℃以下が好ましい。200℃以下では、製糸性・フィルムの製膜性の向上の効果が少なく、またTcdが220℃以上のポリエステルは本発明の製造方法では得ることは困難である。また本発明によって得られるポリエステル組成物のポリエステルがPENの場合、昇温結晶化ピーク(Tci)としては、170℃以上200℃以下が好ましい。Tciが170℃以下のポリエステル組成物は本発明の製造方法では得ることは困難であり、またTciが200℃以上の場合、得られたポリエステル組成物のチップ融着を抑制する効果が少なく、好ましくない。後述のようにこのTcd、Tciによって結晶性を評価することができる。 When the polyester of the polyester composition obtained by the present invention is PEN, the temperature lowering crystallization peak (Tcd) is preferably 200 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. Below 200 ° C., the effect of improving the yarn forming property and film forming property is small, and it is difficult to obtain a polyester having a Tcd of 220 ° C. or higher by the production method of the present invention. Moreover, when the polyester of the polyester composition obtained by this invention is PEN, as temperature rising crystallization peak (Tci), 170 degreeC or more and 200 degrees C or less are preferable. A polyester composition having a Tci of 170 ° C. or lower is difficult to obtain by the production method of the present invention, and when the Tci is 200 ° C. or higher, the resulting polyester composition has little effect of suppressing chip fusion, Absent. As described later, the crystallinity can be evaluated by Tcd and Tci.
本発明のポリエステル組成物は、必要に応じて少量の添加剤、例えば滑剤、ラジカル捕捉剤、酸化防止剤、固相重合促進剤、整色剤、蛍光増白剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、遮光剤、難燃剤又は艶消剤等を含んでいてもよい。 The polyester composition of the present invention contains a small amount of additives as necessary, for example, lubricants, radical scavengers, antioxidants, solid phase polymerization accelerators, color adjusters, fluorescent whitening agents, antibacterial agents, ultraviolet absorbers, It may contain a light stabilizer, a heat stabilizer, a light shielding agent, a flame retardant, a matting agent, and the like.
本発明をさらに下記実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例により限定されるものではない。また各種特性は下記の方法により測定した。 The present invention will be further described in the following examples, but the scope of the present invention is not limited by these examples. Various characteristics were measured by the following methods.
(ア)固有粘度:
ポリエステル組成物サンプルを100℃、60分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、35℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。
(A) Intrinsic viscosity:
A dilute solution obtained by dissolving a polyester composition sample in orthochlorophenol at 100 ° C. for 60 minutes was obtained from a value measured at 35 ° C. using an Ubbelohde viscometer.
(イ)ジエチレングリコール(DEG)含有量:
ヒドラジンヒドラート(抱水ヒドラジン)を用いてポリエステル組成物サンプルを分解し、この分解生成物中のジエチレングリコールの含有量をガスクロマトグラフィ−(ヒューレットパッカード社製(HP6850型))を用いて測定した。
(A) Diethylene glycol (DEG) content:
A polyester composition sample was decomposed using hydrazine hydrate (hydrated hydrazine), and the content of diethylene glycol in the decomposition product was measured using gas chromatography (HP Hewlett Packard (HP 6850)).
(ウ)示差走査熱量計:
TAインスツルメンツ社製Q20型示差走査熱量計を用いて測定した。測定条件は下記の通りである。
(1)ポリエステル組成物サンプルを、示差走査熱量計を用い、窒素気流下、20℃/分の昇温条件にて、300℃まで加熱し、2分保持後、10℃/分の降温条件で測定し、現れる発熱ピークを観測し、ピーク面積よりエネルギーを計算した(発熱ピークの頂点の温度をTcdと表記した。)。
(2)ポリエステル組成物サンプルを、20℃/分の昇温条件にて、300℃まで加熱し、300℃で2分間保持、溶融させたものを液体窒素中で急冷・固化させることにより得られた該組成物に対し、示差走査熱量計を用い、窒素気流下、20℃/分の昇温条件にて、現れる発熱ピークを観測し、ピーク面積よりエネルギーを計算した(発熱ピークの頂点の温度をTciと表記した。)。
Tciの温度が低いほど、急冷・固化したポリエステル組成物の昇温時の結晶化が低温度から且つ早くから起こっていることを表し、結晶性が高いといえる。また同様にTcdの温度が高いほど溶融したポリエステル組成物の降温時の結晶化が高温度から且つ早くから起こっていることを表し、結晶性が高いといえる。
(C) Differential scanning calorimeter:
Measurements were made using a TA Instruments Q20 differential scanning calorimeter. The measurement conditions are as follows.
(1) Using a differential scanning calorimeter, the polyester composition sample is heated to 300 ° C. under a nitrogen stream and heated at 20 ° C./min, held for 2 minutes, and then cooled down at 10 ° C./min. The exothermic peak that was measured was observed, and the energy was calculated from the peak area (the temperature at the apex of the exothermic peak was expressed as Tcd).
(2) A polyester composition sample is heated to 300 ° C. under a temperature rising condition of 20 ° C./min, and held and melted at 300 ° C. for 2 minutes, which is obtained by quenching and solidifying in liquid nitrogen. For the composition, a differential scanning calorimeter was used to observe an exothermic peak that appeared under a temperature increase condition of 20 ° C./min under a nitrogen stream, and energy was calculated from the peak area (the temperature at the apex of the exothermic peak). Was written as Tci).
It can be said that the lower the Tci temperature, the higher the crystallinity of the rapidly cooled and solidified polyester composition when the temperature rises, starting from a low temperature and early. Similarly, it can be said that the higher the Tcd temperature is, the higher the crystallinity of the melted polyester composition is when the temperature is lowered, starting from a high temperature and early.
(エ)リン、各金属原子の含有量測定:
リガク製蛍光X線装置3270型を用いて測定し、定量を行った。ポリマーの場合、ポリエステル組成物サンプルを加熱溶融し、円形ディスクを作成し、測定した。溶液については、溶液を専用の容器に封入し、測定した。
(D) Content measurement of phosphorus and each metal atom:
Measurement was performed using a Rigaku fluorescent X-ray apparatus 3270 type, and quantification was performed. In the case of a polymer, a polyester composition sample was heated and melted to form a circular disk and measured. For the solution, the solution was sealed in a dedicated container and measured.
(オ)凝集粒子の判定:
ポリエステル組成物チップ10.0mgを2枚カバーグラス間に設置し、280℃に加熱した熱板上にて、カバーグラスをプレスすることにより、薄板状のサンプルを調製した。これをオリンパス製BX51で、偏光レンズ・暗視野にて観察し、粒子を観察し、(5μm以上の微粒子数)をカウントした。同様のカウントをn=3で実施し、5μm以上の微粒子の平均個数が10個を超えるサンプルを×、10個以下の物を○として判定した。
(E) Determination of aggregated particles:
A thin plate sample was prepared by placing 10.0 mg of a polyester composition chip between two cover glasses and pressing the cover glass on a hot plate heated to 280 ° C. This was observed with an Olympus BX51 in a polarizing lens / dark field, the particles were observed, and (the number of fine particles of 5 μm or more) was counted. A similar count was performed with n = 3, and samples having an average number of fine particles of 5 μm or more exceeding 10 were judged as “×” and those having 10 or less as “◯”.
[実施例1]
(1)フェニルホスホン酸マンガン(II)のエチレングリコール溶液の調製
室温にて、エチレングリコール(和光特級)100質量部に対して、フェニルホスホン酸(日産化学)1.58質量部、分散剤として酢酸(和光特級)0.006質量部(フェニルホスホン酸に対して、1モル%相当)を、攪拌機・還流装置を有する反応装置に供給し、酢酸マンガン(II)・四水和物2.45質量部(フェニルホスホン酸に対し等モル量)を添加し、60分間攪拌・溶解させた。得られた溶液を昇温し、80〜85℃にて30分間、加熱還流後、冷却し、フェニルホスホン酸マンガン(II)のエチレングリコール溶液を得た。
フェニルホスホン酸マンガン(II)の収量は、蛍光X線装置により間接的に定量した。フェニルホスホン酸マンガン(II)エチレングリコール溶液100質量部に、メタノール(和光特級)400質量部を添加・攪拌・遠心分離し、得られた均一溶液の上澄みの有機溶媒成分を抽出し、有機溶媒成分に存在するリン・マンガン量を測定し、フェニルホスホン酸マンガン(II)の収率は99.5%以上であることを確認した。
(フェニルホスホン酸マンガン(II)収率)=100−(上澄み有機層に含有されるリン成分量)/(添加したフェニルホスホン酸量)×100
[Example 1]
(1) Preparation of Manganese Phenylphosphonate (II) Ethylene Glycol Solution At room temperature, 1.58 parts by mass of phenylphosphonic acid (Nissan Chemical) with 100 parts by mass of ethylene glycol (Wako Special Grade), acetic acid as a dispersant (Wako Special Grade) 0.006 parts by mass (corresponding to 1 mol% with respect to phenylphosphonic acid) is supplied to a reactor having a stirrer / refluxer, and manganese (II) acetate tetrahydrate 2.45 parts by mass Part (equal molar amount with respect to phenylphosphonic acid) was added and stirred and dissolved for 60 minutes. The resulting solution was heated, heated to reflux at 80 to 85 ° C. for 30 minutes, and then cooled to obtain an ethylene glycol solution of manganese (II) phenylphosphonate.
The yield of manganese (II) phenylphosphonate was quantified indirectly by a fluorescent X-ray apparatus. To 100 parts by mass of manganese (II) phenylphosphonate ethylene glycol solution, add 400 parts by mass of methanol (Wako Special Grade), stir and centrifuge, extract the organic solvent component of the supernatant of the resulting uniform solution, and extract the organic solvent component The amount of phosphorus / manganese present in the product was measured, and it was confirmed that the yield of manganese (II) phenylphosphonate was 99.5% or more.
(Manganese (II) phenylphosphonate yield) = 100− (Amount of phosphorus component contained in supernatant organic layer) / (Amount of added phenylphosphonic acid) × 100
(2)フェニルホスホン酸マンガン(II)スラリーの調製
調製したフェニルホスホン酸エチレングリコール溶液をスギノマシン製連続式微粒化装置アルティマイザーシステムHJP−25005型機にて、圧力80MPaの高圧状態とし、相互に向かい合ったノズルから放出し、粒子の衝突による解砕処理を全量実施した。この解砕処理を2回繰り返し、続いてこの処理液を日本ポール製フィルタープロファイルIIのカートリッジグレード070(99.98%濾過精度7μm相当)のMCYタイプフィルターにて濾過し、最終のフェニルホスホン酸マンガンスラリーとした。
得られたスラリー中のフェニルホスホン酸マンガン(II)の粒径を、(株)島津製作所製粒子径分布測定装置SALD7000により測定したところ、99.9%以上の粒子が0.5μm以下であった。
(2) Preparation of manganese phenylphosphonate manganese (II) slurry The prepared phenylphosphonic acid ethylene glycol solution was brought into a high pressure state of 80 MPa with a continuous atomizer system HJP-25005 type machine manufactured by Sugino Machine. It was discharged from the nozzles facing each other, and the entire amount was crushed by particle collision. This crushing treatment was repeated twice, and then this treatment solution was filtered with a cartridge grade 070 (99.98% filtration accuracy 7 μm equivalent) of Nihon Pall filter profile II, and the final manganese phosphonate. A slurry was obtained.
When the particle size of manganese phenyl phosphonate (II) in the obtained slurry was measured by a particle size distribution analyzer SALD7000 manufactured by Shimadzu Corporation, 99.9% or more of the particles were 0.5 μm or less. .
(3)ポリエステル組成物チップの製造
テレフタル酸ジメチル100質量部、エチレングリコール70質量部との混合物に酢酸カルシウム1水和物0.063質量部、酢酸ナトリウム0.056質量部、を撹拌機、精留塔及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応器に仕込み、140℃から240℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを反応器外に留出させながら、エステル交換反応を行った。その後、リン酸トリメチル0.058質量部を添加し、さらにフェニルホスホン酸マンガン(II)が表1の添加量になるようにフェニルホスホン酸マンガンスラリーを添加し、エステル交換反応を終了させた。その後、三酸化二アンチモン0.04質量部を添加して、撹拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた重縮合反応容器に移し、285℃まで昇温し、30Pa以下の高真空で重縮合反応を行い、ポリエステル組成物を得た。さらに常法に従いチップ化した。その結果を表1に示した。
(3) Manufacture of polyester composition chip To a mixture of 100 parts by mass of dimethyl terephthalate and 70 parts by mass of ethylene glycol, 0.063 parts by mass of calcium acetate monohydrate and 0.056 parts by mass of sodium acetate were added to a stirrer, A transesterification reaction was carried out while charging a reactor equipped with a distillation column and a methanol distillation condenser and gradually raising the temperature from 140 ° C. to 240 ° C. while distilling methanol produced as a result of the reaction out of the reactor. . Thereafter, 0.058 parts by mass of trimethyl phosphate was added, and further a manganese phenylphosphonate slurry was added so that the amount of manganese (II) phenylphosphonate reached the amount shown in Table 1, thereby completing the transesterification reaction. Thereafter, 0.04 part by mass of diantimony trioxide was added, transferred to a polycondensation reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a vacuum port and a distillation apparatus, heated to 285 ° C., and a high vacuum of 30 Pa or less. A polycondensation reaction was performed to obtain a polyester composition. Furthermore, it was made into a chip according to a conventional method. The results are shown in Table 1.
[実施例2〜3]
実施例1において、ホスホン酸金属塩の種類・量、スラリーの溶媒種類を表1に示す内容に変更したこと以外は実施例1と同様に実施した。その結果を表1に示した。
[Examples 2-3]
In Example 1, it implemented like Example 1 except having changed into the content shown in Table 1 the kind and quantity of phosphonic acid metal salt, and the solvent kind of slurry. The results are shown in Table 1.
[実施例4]
(1)フェニルホスホン酸コバルト(II)のエチレングリコール溶液の調製
室温にて、エチレングリコール(和光特級)100質量部に対して、フェニルホスホン酸(日産化学)1.58質量部、分散剤として酢酸(和光特級)0.006質量部(フェニルホスホン酸に対して、1モル%相当)を、攪拌機・還流装置を有する反応装置に供給し、酢酸コバルト(II)・四水和物2.49質量部(フェニルホスホン酸に対し等モル量)を添加し、60分間攪拌・溶解させた。得られた溶液を昇温し、80〜85℃にて30分間、加熱還流後、冷却し、フェニルホスホン酸コバルト(II)のエチレングリコール溶液を得た。
フェニルホスホン酸コバルト(II)の収量は、蛍光X線装置により間接的に定量した。フェニルホスホン酸コバルト(II)エチレングリコール溶液100質量部に、メタノール(和光特級)400質量部を添加・攪拌・遠心分離し、得られた均一溶液の上澄みの有機溶媒成分を抽出し、有機溶媒成分に存在するリン・コバルト量を測定し、フェニルホスホン酸コバルト(II)の収率は99.5%以上であることを確認した。
[Example 4]
(1) Preparation of ethylene glycol solution of cobalt (II) phenylphosphonate At room temperature, 1.58 parts by mass of phenylphosphonic acid (Nissan Chemical) and acetic acid as a dispersant for 100 parts by mass of ethylene glycol (Wako Special Grade) (Wako Special Grade) 0.006 parts by mass (corresponding to 1 mol% with respect to phenylphosphonic acid) is supplied to a reactor having a stirrer / refluxer, and cobalt acetate (II) tetrahydrate is 2.49 parts by mass. Part (equal molar amount with respect to phenylphosphonic acid) was added and stirred and dissolved for 60 minutes. The resulting solution was heated, heated to reflux at 80 to 85 ° C. for 30 minutes, and then cooled to obtain an ethylene glycol solution of cobalt (II) phenylphosphonate.
The yield of cobalt (II) phenylphosphonate was quantified indirectly by a fluorescent X-ray apparatus. Add 100 parts by mass of cobalt (II) phenylphosphonate ethylene glycol solution, add 400 parts by mass of methanol (Wako Special Grade), stir and centrifuge, extract the organic solvent component of the supernatant of the resulting homogeneous solution, and extract the organic solvent component The amount of phosphorus and cobalt present in the product was measured, and it was confirmed that the yield of cobalt (II) phenylphosphonate was 99.5% or more.
(2)フェニルホスホン酸コバルト(II)の微粒子粉末の精製
フェニルホスホン酸コバルト(II)のエチレングリコール溶液100質量部に対し、蒸留水400質量部を添加・攪拌後、遠心分離機にて2000rpm、20分間処理し、
得られた均一溶液の上澄み成分をデカントし、除去した。さらに蒸留水400質量部を添加・攪拌後、同様の遠心分離操作を2回実施し、フェニルホスホン酸を高濃度に含有する残渣を得た。残渣を液体窒素で冷却し、凍結させた状態のまま、6.66kPa(50mmHg)の真空化にて凍結乾燥させ、フェニルホスホン酸コバルト(II)の微粒子粉末を得た。
(2) Purification of Cobalt Phenylphosphonate (II) Fine Particle Powder 400 parts by mass of distilled water is added to 100 parts by mass of an ethylene glycol solution of cobalt (II) phenylphosphonate, and then stirred at 2000 rpm. Process for 20 minutes,
The supernatant component of the resulting homogeneous solution was decanted and removed. Further, 400 parts by mass of distilled water was added and stirred, and then the same centrifugation operation was performed twice to obtain a residue containing phenylphosphonic acid at a high concentration. The residue was cooled with liquid nitrogen and lyophilized in a vacuum of 6.66 kPa (50 mmHg) in a frozen state to obtain a fine powder of cobalt (II) phenylphosphonate.
(3)ポリエステル組成物チップの製造
実施例1において、フェニルホスホン酸マンガンスラリーの代わりに、フェニルホスホン酸コバルト(II)の微粒子粉末を表1に記載の量となるように利用する以外は同様にポリエステル組成物チップを重合した。その結果を表1に示した。
(3) Manufacture of polyester composition chip In Example 1, in place of the phenylphosphonate manganese slurry, except that cobalt (II) phenylphosphonate fine particle powder was used so as to have the amount shown in Table 1, the same manner A polyester composition chip was polymerized. The results are shown in Table 1.
[実施例5〜6]
実施例1において、ホスホン酸金属塩の種類・金属化合物の種類を表1に示す内容に変更したこと以外は実施例1と同様に実施した。その結果を表1に示した。
[Examples 5 to 6]
In Example 1, it implemented like Example 1 except having changed into the content shown in Table 1 the kind of phosphonic acid metal salt and the kind of metal compound. The results are shown in Table 1.
[実施例7]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル100質量部とエチレングリコール50質量部との混合物に酢酸マンガン四水和物0.030質量部、酢酸ナトリウム三水和物0.0056質量部を撹拌機、精留塔及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応器に仕込み、150℃から245℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを反応器外に留出させながら、エステル交換反応を行った。その後、リン酸トリメチル0.023質量部を添加、さらにフェニルホスホン酸マンガンが表1の添加量になるようにフェニルホスホン酸マンガンスラリーを添加し、エステル交換反応を終了させた。その後、反応生成物に三酸化二アンチモン0.024質量部を添加して、撹拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた重縮合反応容器に移し、305℃まで昇温させ、30Pa以下の高真空で重縮合反応を行い、ポリエステル組成物を得た。さらに常法に従いチップ化した。その結果を表1に示した。
[Example 7]
In a mixture of 100 parts by mass of dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate and 50 parts by mass of ethylene glycol, 0.030 parts by mass of manganese acetate tetrahydrate and 0.0056 parts by mass of sodium acetate trihydrate were stirred and rectified. A reactor equipped with a tower and a methanol distillation condenser was charged, and the ester exchange reaction was carried out while gradually raising the temperature from 150 ° C. to 245 ° C. while distilling methanol produced as a result of the reaction out of the reactor. Thereafter, 0.023 parts by mass of trimethyl phosphate was added, and further a manganese phenylphosphonate slurry was added so that the amount of manganese phenylphosphonate was as shown in Table 1, thereby completing the transesterification reaction. Thereafter, 0.024 parts by mass of diantimony trioxide is added to the reaction product, transferred to a polycondensation reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a vacuum port and a distillation apparatus, heated to 305 ° C. and heated to 30 Pa. A polycondensation reaction was carried out under the following high vacuum to obtain a polyester composition. Furthermore, it was made into a chip according to a conventional method. The results are shown in Table 1.
[実施例8〜10]
実施例7において、フェニルホスホン酸マンガンが表1の添加量になるようにフェニルホスホン酸マンガンスラリーを添加する代わりに、フェニルホスホン酸マグネシウム、コバルト、亜鉛が表1の添加量になるようにフェニルホスホン酸金属塩スラリーを添加するほかは実施例7と同様な操作にてポリエステル組成物チップを製造した。その結果を表1に示した。
[Examples 8 to 10]
In Example 7, instead of adding the phenylphosphonate manganese slurry so that the amount of manganese phenylphosphonate becomes the addition amount shown in Table 1, phenylphosphonic acid magnesium, cobalt, and zinc become the addition amounts shown in Table 1 A polyester composition chip was produced in the same manner as in Example 7 except that the acid metal salt slurry was added. The results are shown in Table 1.
[比較例1、3、4]
実施例1において、リン化合物の種類、金属化合物の種類、及びフェニルホスホン酸金属塩の含有量を表1に示す内容に変更したこと以外は実施例1と同様に実施した。その結果を表1に示した。
[Comparative Examples 1, 3, 4]
In Example 1, it implemented like Example 1 except having changed the kind of phosphorus compound, the kind of metal compound, and content of the phenylphosphonic acid metal salt into the content shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
[比較例2]
実施例1において、フェニルホスホン酸マンガン(II)のスラリーを添加する代わりに、フェニルホスホン酸及び酢酸マグネシウムをフェニルホスホン酸金属塩とすることなく表1に示す0.5wt%となる量をそれぞれ添加することに変更したこと以外は実施例1と同様に実施した。そのため、フェニルホスホン酸金属塩は重縮合反応器の中で内部析出して生成したものと思われる。その結果を表1に示した。
[Comparative Example 2]
In Example 1, instead of adding a slurry of manganese (II) phenylphosphonate, an amount of 0.5 wt% shown in Table 1 was added without using phenylphosphonic acid and magnesium acetate as a phenylphosphonic acid metal salt. This was carried out in the same manner as in Example 1 except that the change was made. Therefore, the phenylphosphonic acid metal salt seems to be produced by internal precipitation in the polycondensation reactor. The results are shown in Table 1.
[比較例5]
実施例7において、金属化合物種を変更したこと以外は、実施例7と同様に実施した。その結果を表1に示した。
[Comparative Example 5]
In Example 7, it implemented similarly to Example 7 except having changed the metal compound seed | species. The results are shown in Table 1.
本発明によれば従来のような副生成物であるスケールや凝集粒子を生成することなく、結晶核となるホスホン酸金属塩を含有する結晶性の良好なポリエステルを製造することが可能であり、成形性(製糸性・延伸性・加工性)に優れたポリエステル成形品の製造が可能となる。 According to the present invention, it is possible to produce a polyester with good crystallinity containing a phosphonic acid metal salt that becomes a crystal nucleus without generating scales and aggregated particles as by-products as in the prior art, It becomes possible to produce a polyester molded product having excellent moldability (thread production, stretchability, and processability).
Claims (4)
R1OCO−R2−COOR1 (I)
[上記一般式(I)中、R1は炭素数1〜2個のアルキル基を示し、R2はp−フェニレン基又は2,6−ナフタレン基を示す。]
HO−R3−OH (II)
[上記一般式(II)中、R3は炭素数2〜4個の直鎖型アルキレン基を示す。]
R 1 OCO-R 2 -COOR 1 (I)
[In the general formula (I), R 1 represents an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and R 2 represents a p-phenylene group or a 2,6-naphthalene group. ]
HO-R 3 -OH (II)
[In the general formula (II), R 3 represents a linear alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. ]
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