JP5729217B2 - Method for producing aliphatic polyester - Google Patents
Method for producing aliphatic polyester Download PDFInfo
- Publication number
- JP5729217B2 JP5729217B2 JP2011181750A JP2011181750A JP5729217B2 JP 5729217 B2 JP5729217 B2 JP 5729217B2 JP 2011181750 A JP2011181750 A JP 2011181750A JP 2011181750 A JP2011181750 A JP 2011181750A JP 5729217 B2 JP5729217 B2 JP 5729217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aliphatic
- esterification
- polyester
- raw material
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
脂肪族ポリエステルの製造方法、特に色調良好な脂肪族ポリエステルを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an aliphatic polyester, and more particularly to a method for producing an aliphatic polyester having a good color tone.
近年環境問題が重視されてきており、プラスチックの原料となる化石燃料原料の枯渇問題、大気中の二酸化炭素増加という地球規模での環境負荷の問題に対する対策が必要となっている。
こうした背景のもと、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールからなる脂肪族ポリエステルは、原料の脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸は植物由来のグルコースから発酵法を用いて製造でき、また脂肪族ジオール、例えばエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオールなども植物由来原料から製造できるので、原料供給が化石燃料原料の枯渇とは無関係になるとともに、植物の育成により二酸化炭素が吸収されるため二酸化炭素排出削減に大きく貢献することができ、また、生分解性プラスチックとしても期待されている。
脂肪族ポリエステルは、通常脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからエステル化反応、溶融重縮合反応を経て得ることができるが、ポリエチレンテレフタレートのような芳香族ポリエステルと異なり、溶融時の熱安定性が比較的悪く、着色しやすく高粘度のものが得にくい。
このため、例えば特許文献1には、3官能オキシカルボン酸を加えて反応させ粘度を高めるという提案がなされている。また、特許文献2には、ジイソシアネート化合物を添加して重合度をあげ、粘度を高めるという提案がなされている。そして特許文献3には、反応触媒とともにリン化合物を重合中に存在させ、高分子量化工程で二軸連続反応装置を使用することが提案されている。
In recent years, environmental issues have been emphasized, and countermeasures against the problem of environmental burdens on a global scale such as the depletion of fossil fuel raw materials used as plastic raw materials and the increase of carbon dioxide in the atmosphere are necessary.
Against this background, aliphatic polyesters composed of aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic diols can be produced from the raw aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid and adipic acid, from plant-derived glucose using a fermentation method, Group diols such as ethylene glycol, propanediol, butanediol, etc. can be produced from plant-derived raw materials, so that the supply of raw materials becomes irrelevant to the depletion of fossil fuel raw materials, and carbon dioxide is absorbed by plant growth, so carbon dioxide It can greatly contribute to emission reduction and is also expected as a biodegradable plastic.
Aliphatic polyesters can usually be obtained from aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic diols through an esterification reaction and a melt polycondensation reaction. Unlike aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate, aliphatic polyesters have a thermal stability during melting. Relatively poor, easy to color and difficult to obtain high viscosity.
For this reason, for example,
3官能オキシカルボン酸を加えて反応させる技術や、ジイソシアネート化合物を添加する技術では、ポリエステルの粘度の上昇が急激で粘度コントロールが難しく、またゲル状の異物を生成しやすいという問題があった。
また、反応触媒とともにリン化合物を重合中に存在させ、高分子量化工程で二軸連続反応装置を使用する技術では、エステル化反応時間が比較的長く、また特定以上の高分子量化工程の前にペレット化して、再度重合反応装置にかけるなどするため、必ずしも効率的な方法とはいえなかった。本発明の解決しようとする課題は、脂肪族ポリエステルの製造に際し、製造するポリエステルの粘度コントロールを容易にして、ゲル状の異物が少なく、しかも着色の少ない高粘度の脂肪族ポリエステルの効率的な製造方法を提供するものである。
In the technique of adding a trifunctional oxycarboxylic acid to react and the technique of adding a diisocyanate compound, there is a problem that the viscosity of the polyester is rapidly increased and the viscosity control is difficult, and gel-like foreign matters are easily generated.
In addition, in the technology in which a phosphorus compound is present in the polymerization together with the reaction catalyst and the biaxial continuous reaction apparatus is used in the high molecular weight process, the esterification reaction time is relatively long, and before the specific high molecular weight process is performed. Since it is pelletized and again applied to the polymerization reactor, it is not always an efficient method. The problem to be solved by the present invention is that, in the production of aliphatic polyester, the viscosity of the polyester to be produced can be easily controlled, and an efficient production of a high-viscosity aliphatic polyester with less gel-like foreign matter and less coloration. A method is provided.
本発明者らは脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを原料とし、エステル化工程、お
よび重縮合反応工程を経てポリエステルを得る脂肪族ポリエステルの製造方法において、反応中に特定成分を供給することにより、色調良好で、高重合度のポリエステルを得ることができることを見出し本発明に至った。即ち本発明の要旨は以下である。
(1)脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを混合する原料調製工程、エステル化反応槽において原料をエステル化するエステル化工程、およびエステル化工程で得られた反応物を重縮合反応槽において重縮合する重縮合反応工程を有する脂肪族ポリエステルの製造方法において、エステル化反応槽および重縮合反応槽から選ばれる少なくとも1つの反応槽が湿式凝縮器を有し、凝縮器より排出される脂肪族ジカルボン酸成分と脂肪族ジオール成分とからなる環状一量体化合物を、原料調製工程およびエステル化工程に供給する全脂肪族ジオールの合計量に対して3重量%以上15重量%以下の量、原料調製工程以降エステル化工程までの間のいずれかの工程に供給する脂肪族ポリエステルの製造方法。
(2) 前記脂肪族ジオールが、1,4−ブタンジオールを含有し、且つ原料調製工程およびエステル化工程に供給される全1,4−ブタンジオール合計量に対して0.1重量%
以上0.5重量%以下の量の2−(4’−ヒドロキシブトキシ)テトラヒドロフランを含有する、(1)に記載の脂肪族ポリエステルの製造方法。
(3) エステル化反応槽および重縮合反応槽から選ばれる少なくとも1つの反応槽から得られる留出物を、原料調製工程以降エステル化工程までのいずれかの工程に供給する、(1)または(2)に記載の脂肪族ポリエステルの製造方法。
(4) 連続式に脂肪族ポリエステルを製造する、(1)から(3)のいずれか1つに記載の脂肪族ポリエステルの製造方法。
(5) 重縮合反応槽が湿式凝縮器を有し、重縮合反応槽と湿式凝縮器との間に設置した分離器に捕集された脂肪族ポリエステル低重合体を、エステル化反応槽へ供給する、(1)から(4)のいずれか1つに記載の脂肪族ポリエステルの製造方法。
In the method for producing an aliphatic polyester in which an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol are used as raw materials and a polyester is obtained through an esterification step and a polycondensation reaction step, the present inventors supply specific components during the reaction. The present inventors have found that a polyester having a good color tone and a high polymerization degree can be obtained. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A raw material preparation step for mixing an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol, an esterification step for esterifying the raw material in an esterification reaction vessel, and a reaction product obtained in the esterification step in a polycondensation reaction vessel. In the method for producing an aliphatic polyester having a polycondensation reaction step for condensation, at least one reaction vessel selected from an esterification reaction vessel and a polycondensation reaction vessel has a wet condenser, and the aliphatic dicarboxylic acid discharged from the condenser An amount of 3% by weight or more and 15% by weight or less based on the total amount of all the aliphatic diols supplied to the raw material preparation step and the esterification step of the cyclic monomer compound composed of an acid component and an aliphatic diol component, raw material preparation A method for producing an aliphatic polyester to be supplied to any step between the step and the esterification step.
(2) The aliphatic diol contains 1,4-butanediol and is 0.1% by weight based on the total amount of 1,4-butanediol supplied to the raw material preparation step and the esterification step.
The method for producing an aliphatic polyester according to (1), which contains 2- (4′-hydroxybutoxy) tetrahydrofuran in an amount of 0.5% by weight or less.
(3) A distillate obtained from at least one reaction vessel selected from an esterification reaction vessel and a polycondensation reaction vessel is supplied to any step from the raw material preparation step to the esterification step, (1) or ( The manufacturing method of aliphatic polyester as described in 2).
(4) The method for producing an aliphatic polyester according to any one of (1) to (3), wherein the aliphatic polyester is produced continuously .
(5 ) The polycondensation reaction tank has a wet condenser, and the aliphatic polyester low polymer collected in the separator installed between the polycondensation reaction tank and the wet condenser is supplied to the esterification reaction tank. The method for producing an aliphatic polyester according to any one of (1) to ( 4 ).
本発明により、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオール成分とを主成分とする脂肪族ポリエステル製造するに際し、色調良好で、高重合度のポリエステルを効率的に得ることができる。また、製造反応における留出物を再利用することにより、再利用しない場合よりも着色が少なく高重合度のポリエステルが得られる。 According to the present invention, when an aliphatic polyester mainly composed of an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol component is produced, a polyester having a good color tone and a high polymerization degree can be efficiently obtained. Further, by reusing the distillate in the production reaction, a polyester having a higher degree of polymerization and less color can be obtained than in the case of not reusing.
本発明は、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを原料として、原料調製工程、エステル化工程、および重縮合反応工程を有する脂肪族ポリエステルの製造方法であって、原料調製工程及びエステル化反応槽に供給される全脂肪族ジオールの合計量に対して3重量%以上15重量%以下の量の、環状一量体化合物(以下、CMと略記することがある)を、原料調製工程以降エステル化工程までの間のいずれかの工程に供給する。
ここで、CMとは、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが脱水縮合してなる環状化合物であって、脂肪族ジカルボン酸に由来する構造部分(以下、脂肪族ジカルボン酸成分と呼ぶことがある)と、脂肪族ジオールに由来する構造部分(以下、脂肪族ジカルボン酸成分と呼ぶことがある)とからなり、脂肪族ジカルボン酸成分と脂肪族ジオール成分とを、それぞれ一つのみ有する化合物である。
The present invention relates to a method for producing an aliphatic polyester having a raw material preparation step, an esterification step, and a polycondensation reaction step using an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol as raw materials, the raw material preparation step and the esterification reaction tank A cyclic monomer compound (hereinafter sometimes abbreviated as CM) in an amount of 3 wt% or more and 15 wt% or less with respect to the total amount of all aliphatic diols supplied to is esterified after the raw material preparation step Supply to any process up to the process.
Here, CM is a cyclic compound formed by dehydration condensation of an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol, and may be referred to as a structural portion derived from an aliphatic dicarboxylic acid (hereinafter referred to as an aliphatic dicarboxylic acid component). ) And a structural portion derived from an aliphatic diol (hereinafter sometimes referred to as an aliphatic dicarboxylic acid component), and is a compound having only one aliphatic dicarboxylic acid component and one aliphatic diol component. .
<ジカルボン酸>
本発明に係る脂肪族ジカルボン酸としては、通常ポリエステルの原料に用いられるものであれば特に制限なく使用することができる。より具体的には、脂肪族炭化水素にカルボキシル基を2つ有する脂肪族炭化水素が用いられ、当該脂肪族炭化水素は、直鎖脂肪族炭化水素であっても、分岐を有する脂肪族炭化水素であっても、環状の脂肪族炭化水素(脂環式炭化水素)であっても構わないが、好ましくは直鎖脂肪族炭化水素が用いられる。本発明に係る脂肪族ジカルボン酸としては、当該脂肪族炭化水素の有する炭素数が、好ましくは2以上40以下の化合物が用いられ、より好ましくは炭素数20以下、更に好ましくは炭素数12以下、特に好ましくは炭素数8以下の脂肪族炭化水素にカルボキシル基が2つ結合した化合物が用いられる。例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、無水コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカジカルボン酸、ドデカジカルボン酸、ダイマー酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などが挙げられ、これらの中で、得られるポリエステルの物性の面から、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、セバシン酸が好ましい。特にはコハク酸、無水コハク酸が好ましい。なお、これらは2種以上が併用されていてもよい。
<Dicarboxylic acid>
The aliphatic dicarboxylic acid according to the present invention can be used without particular limitation as long as it is usually used as a raw material for polyester. More specifically, an aliphatic hydrocarbon having two carboxyl groups is used as the aliphatic hydrocarbon, and the aliphatic hydrocarbon is a linear aliphatic hydrocarbon or a branched aliphatic hydrocarbon. Alternatively, a cyclic aliphatic hydrocarbon (alicyclic hydrocarbon) may be used, but a linear aliphatic hydrocarbon is preferably used. As the aliphatic dicarboxylic acid according to the present invention, a compound having an aliphatic hydrocarbon preferably having 2 to 40 carbon atoms, more preferably 20 or less carbon atoms, still more preferably 12 or less carbon atoms, Particularly preferably, a compound in which two carboxyl groups are bonded to an aliphatic hydrocarbon having 8 or less carbon atoms is used. For example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, succinic anhydride, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecadicarboxylic acid, dodecadicarboxylic acid, dimer acid, hexahydrophthalic acid, Hexahydroisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid and the like can be mentioned, and among these, succinic acid, succinic anhydride, adipic acid and sebacic acid are preferable from the viewpoint of the physical properties of the resulting polyester. In particular, succinic acid and succinic anhydride are preferable. Two or more of these may be used in combination.
ジカルボン酸としてコハク酸を用いた場合、コハク酸の使用量は得られるポリエステルの融点(耐熱性)、生分解性、力学特性の観点から、全脂肪族ジカルボン酸に対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90モル%以上である。 When succinic acid is used as the dicarboxylic acid, the amount of succinic acid used is 50 mol% or more based on the total aliphatic dicarboxylic acid from the viewpoint of the melting point (heat resistance), biodegradability and mechanical properties of the resulting polyester. It is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more.
また、本発明の脂肪族ポリエステルの製造方法においては、原料として脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸を併用しても構わない。この場合、併用する脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸の量は、ジカルボン酸全体に対するモル比率で脂肪族ジカルボン酸のモル比率を超えない範囲である。中でもポリエステルの物性、生分解性の観点から、脂肪族ジカルボン酸の合計が、原料ジカルボン酸の合計に対して、50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは、60モル%以上、更に好ましくは、70%、特に好ましくは90%以上である。
脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸があげられる。芳香族ジカルボン酸としては、芳香族環の数が2以下の者が好ましく、より好ましくは芳香族環が1つである芳香族ジカルボン酸が好ましい。具体的な例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4'−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4'−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などが
挙げられ、より好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸があげられる。これらは、単独でも2種以上の混合物として上記脂肪族ジカルボン酸に加えて使用してもよい。また、本発明で用いるジカルボン酸は、石油から誘導された化合物を由来とするものであっても、植物原料から誘導された化合物を由来とするものであってもかまわないが、植物原料から誘導された化合物を由来とするものを含む事が好ましい。特には、植物原料から誘導されたコハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、セバシン酸を含むことが好ましい。
Moreover, in the manufacturing method of the aliphatic polyester of this invention, you may use together dicarboxylic acid other than aliphatic dicarboxylic acid as a raw material. In this case, the amount of the dicarboxylic acid other than the aliphatic dicarboxylic acid used in combination is in a range not exceeding the molar ratio of the aliphatic dicarboxylic acid in terms of the molar ratio with respect to the whole dicarboxylic acid. Among these, from the viewpoint of the physical properties and biodegradability of the polyester, the total of the aliphatic dicarboxylic acids is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, still more preferably based on the total of the raw material dicarboxylic acids. Is 70%, particularly preferably 90% or more.
Examples of dicarboxylic acids other than aliphatic dicarboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids. As the aromatic dicarboxylic acid, those having 2 or less aromatic rings are preferable, and aromatic dicarboxylic acids having one aromatic ring are more preferable. Specific examples include terephthalic acid, isophthalic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4′-benzophenone dicarboxylic acid, and 4,4′-diphenoxyethanedicarboxylic acid. 4,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and the like are preferable, and terephthalic acid and isophthalic acid are more preferable. These may be used alone or as a mixture of two or more thereof in addition to the aliphatic dicarboxylic acid. In addition, the dicarboxylic acid used in the present invention may be derived from a compound derived from petroleum or may be derived from a compound derived from a plant raw material, but is derived from a plant raw material. It is preferable to include those derived from the prepared compounds. In particular, it preferably contains succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, and sebacic acid derived from plant raw materials.
<ジオール>
本発明に係る脂肪族ジオールとしては、通常ポリエステルの原料に用いられるものであれば特に制限無く使用することができるが、より具体的には水酸基を2つ有する、脂肪族炭化水素またはエーテル結合基により連結された脂肪族炭化水素が用いられ、該脂肪族炭化水素は、直鎖脂肪族炭化水素であっても、分岐を有する脂肪族炭化水素であっても、環状の脂肪族炭化水素(脂環式炭化水素)であっても構わないが、該脂肪族炭化水素の有する炭素数が、好ましくは2以上20以下の化合物が用いられ、より好ましくは炭素数12
以下、特に好ましくは炭素数6以下の脂肪族炭化水素に水酸基が2つ結合した化合物が用いられる。なお、脂肪族炭化水素がエーテル結合基により連結されている場合は、連結されている各々の炭素数が、上記範囲であることが好ましい。例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチル
グリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオールなどの脂肪族ジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘ
キサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール、イソソルビド、イソマンニ
ド、イソイデット、エリトリタン、各種のトリシクロデカンジメタノールなどの脂環式ジオールが挙げられる。
これらの中でも、水酸基を2つ有する炭化水素部分の炭素数が4以下の直鎖脂肪族炭化水素が好ましく、更には1,4−ブタンジオールが好ましい。特には、脂肪族ジオールが1,4−ブタンジオールであり、原料調製工程およびエステル化反応槽に供給される全1,4−ブタンジオール量の合計に対して、0.1重量%から0.5重量%の2−(4’−
ヒドロキシブトキシ)テトラヒドロフラン(以下、HBTFと略記することがある)を含有する、1,4−ブタンジオールを用いることが好ましい。
<Diol>
The aliphatic diol according to the present invention can be used without particular limitation as long as it is usually used as a raw material for polyester, but more specifically, an aliphatic hydrocarbon or ether bond group having two hydroxyl groups. The aliphatic hydrocarbons are linked by a cyclic aliphatic hydrocarbon (aliphatic hydrocarbon), whether it is a straight chain aliphatic hydrocarbon or a branched aliphatic hydrocarbon. A compound having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 12 carbon atoms, which may be a cyclic hydrocarbon).
In the following, a compound in which two hydroxyl groups are bonded to an aliphatic hydrocarbon having 6 or less carbon atoms is used. In addition, when the aliphatic hydrocarbon is connected by an ether bond group, the number of carbon atoms connected is preferably in the above range. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, dibutylene glycol, 1,5-pentanediol, Aliphatic diols such as neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,1-cyclohexanedimethylol, 1,4-cyclohexane Examples include alicyclic diols such as dimethylol, isosorbide, isomannide, isoidet, erythritan, and various tricyclodecane dimethanols.
Among these, a linear aliphatic hydrocarbon having 4 or less carbon atoms in a hydrocarbon moiety having two hydroxyl groups is preferable, and 1,4-butanediol is more preferable. In particular, the aliphatic diol is 1,4-butanediol, and is 0.1% by weight to 0.8% based on the total amount of 1,4-butanediol supplied to the raw material preparation step and the esterification reaction tank. 5% by weight of 2- (4′-
It is preferable to use 1,4-butanediol containing hydroxybutoxy) tetrahydrofuran (hereinafter sometimes abbreviated as HBTF).
また、本発明の脂肪族ポリエステルの製造方法においては、原料として上記の脂肪族ジオール以外のジオールを併用しても構わない。この場合、併用する脂肪族ジオール以外のジオールの量は、ジオール全体に対するモル比率で脂肪族ジオールのモル比率を超えない範囲である。中でもポリエステルの物性、生分解性の観点から、脂肪族ジオールの合計が、原料ジオールの合計に対して、50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは、60モル%以上、更に好ましくは、70%、特に好ましくは90%以上である。
脂肪族ジオール以外のジオールとしては、芳香族ジオールがあげられる。芳香族ジオールとしては、芳香族環の数が2以下の者が好ましく、より好ましくは芳香族環が1つである芳香族ジオールが好ましい。具体的には例えば、キシリレングリコール、4,4'−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンなどの芳香族ジオールが挙げられる。
なお、これらジオールは2種以上が併用されていてもよい。ジオールとしては1,4−ブタンジオールが工業的入手のしやすさ、反応性、得られるポリエステルの物性などの観点から特に好ましく用いることができる。1,4−ブタンジオールを用いた場合、1,4−ブタンジオールの使用量は、得られるポリエステルの融点(耐熱性)、生分解性、力学特性の観点から全脂肪族ジオールに対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90モル%以上である。
また、本発明で用いるジオールは、石油から誘導された化合物を由来とするものであっても、植物原料から誘導された化合物を由来とするものであってもかまわないが、植物原料から誘導された化合物を由来とするものを含む事が好ましい。特には、イソソルビド、イソマンニド、イソイデット、エリトリタンなどの植物原料由来のジオール等を挙げることができ、また、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールなども植物原料由来のものを使用することができる。
Moreover, in the manufacturing method of the aliphatic polyester of this invention, you may use together diols other than said aliphatic diol as a raw material. In this case, the amount of diol other than the aliphatic diol used in combination is in a range not exceeding the molar ratio of the aliphatic diol in terms of the molar ratio relative to the whole diol. Among these, from the viewpoints of polyester physical properties and biodegradability, the total of aliphatic diols is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, still more preferably, based on the total of raw material diols. 70%, particularly preferably 90% or more.
Examples of diols other than aliphatic diols include aromatic diols. As the aromatic diol, those having 2 or less aromatic rings are preferable, and aromatic diols having one aromatic ring are more preferable. Specific examples include aromatic diols such as xylylene glycol, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, and bis (4-hydroxyphenyl) sulfone.
Two or more of these diols may be used in combination. As the diol, 1,4-butanediol can be particularly preferably used from the viewpoints of industrial availability, reactivity, and physical properties of the resulting polyester. When 1,4-butanediol is used, the amount of 1,4-butanediol used is 50 moles with respect to the total aliphatic diol from the viewpoint of the melting point (heat resistance), biodegradability, and mechanical properties of the resulting polyester. % Or more, more preferably 70 mol% or more, particularly preferably 90 mol% or more.
In addition, the diol used in the present invention may be derived from a compound derived from petroleum or may be derived from a compound derived from a plant material, but is derived from a plant material. It is preferable to include those derived from the above compounds. In particular, diols derived from plant materials such as isosorbide, isomannide, isoidet, and erythritan can be exemplified. Ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and the like are also derived from plant materials. Can be used.
<その他の共重合成分>
本発明のポリエステルには、上記ジカルボン酸、上記ジオール以外のその他の構成成分を共重合させても構わない。この場合に使用することのできる共重合成分としては、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、クエン酸、フマル酸等のオキシカルボン酸、およびこれらオキシカルボン酸のエステルやラクトン、オキシカルボン酸重合体等、あるいはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3官能以上の多価アルコール、あるいは、プロ
パントリカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびこれらの無水物などの3官能以上の多価カルボン酸またはその無水物等が挙げられる。また、3官能以上のオキシカルボン酸、3官能以上のアルコール、3官能以上のカルボン酸などは少量加えることにより高粘度のポリエステルを得やすい。中でも、リンゴ酸、クエン酸、フマル酸などのオキシカルボン酸が好ましく、特にはリンゴ酸が好ましく用いられる。
<Other copolymer components>
The polyester of the present invention may be copolymerized with other components other than the dicarboxylic acid and the diol. Examples of copolymer components that can be used in this case include lactic acid, glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxycaproic acid, 2-hydroxy3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, and 2-hydroxyisocaprone. Oxycarboxylic acids such as acid, malic acid, maleic acid, citric acid and fumaric acid, and esters or lactones of these oxycarboxylic acids, oxycarboxylic acid polymers, etc., or trifunctional or more functional groups such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol Or polyhydric carboxylic acids having three or more functional groups such as propanetricarboxylic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid benzophenone tetracarboxylic acid and anhydrides thereof, or the like. Further, tri- or higher-functional oxycarboxylic acid, tri- or higher-functional alcohol, tri- or higher-functional carboxylic acid, and the like can be easily obtained by adding a small amount of polyester. Of these, oxycarboxylic acids such as malic acid, citric acid, and fumaric acid are preferable, and malic acid is particularly preferably used.
3官能以上の多官能化合物は全ジカルボン酸に対して、0.001〜5モル%であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.5モル%である。この範囲の上限超過では得られるポリエステル中にゲル(未溶融物)が生成しやすく、下限未満では多官能化合物を使用したことによる利点(通常、得られるポリエステルの粘度を上昇させることが可能となる)が得られにくくなる。 The trifunctional or higher polyfunctional compound is preferably 0.001 to 5 mol%, more preferably 0.05 to 0.5 mol%, based on the total dicarboxylic acid. If the upper limit of this range is exceeded, gel (unmelted product) is likely to be formed in the obtained polyester, and if it is less than the lower limit, it is possible to increase the viscosity of the resulting polyester (usually by using a polyfunctional compound). ) Is difficult to obtain.
<ポリエステルの製造>
本発明においてポリエステルを製造する際の各反応は、回分法でも連続法でも行うことができるが、品質の安定化、エネルギー効率の観点から、原料を連続的に供給し、連続的にポリエステルを得るいわゆる連続法が好ましい。
以下に連続製造法を例にして本発明のポリエステル製造方法について述べるが本発明の要旨を超えない限りこれに限定されるものではない。
<Manufacture of polyester>
In the present invention, each reaction in producing the polyester can be carried out by a batch method or a continuous method. From the viewpoints of quality stabilization and energy efficiency, the raw materials are continuously supplied to obtain the polyester continuously. A so-called continuous process is preferred.
The polyester production method of the present invention will be described below by taking a continuous production method as an example, but the present invention is not limited to this unless it exceeds the gist of the present invention.
本発明において、連続法では、連続する複数のエステル化反応槽、重縮合反応槽を用いて、エステル化反応工程、溶融重縮合反応工程を経て連続的にポリエステルを得ることができる。 In the present invention, in the continuous method, a polyester can be continuously obtained through an esterification reaction step and a melt polycondensation reaction step using a plurality of continuous esterification reaction vessels and polycondensation reaction vessels.
(原料調製工程)
原料である脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオールなどは、エステル化反応工程に供する前に、原料調製工程において予め混合しスラリー状または液状の流体にする。
この場合脂肪族ジカルボン酸に対する脂肪族ジオールのモル比は下限が通常1.10、好ましくは1.12、更に好ましくは1.15、特に好ましくは1.20である。上限は通常2.00、好ましくは1.80、更に好ましくは1.60、特に好ましくは1.55である。原料を混合している間にも、ジカルボン酸とジオールがエステル化反応を起こす場合もあるが、本発明においては原料調製工程中に一部エステル化反応が起こることを妨げない。ただし、混合温度は脂肪族ジオールの融点以上で、エステル化反応が顕著には進まない温度が好ましく、上限は通常70℃、好ましくは60℃、更に好ましくは50℃、特に好ましくは40℃である。
(Raw material preparation process)
The raw material aliphatic dicarboxylic acid, aliphatic diol, and the like are mixed in advance in the raw material preparation step into a slurry or liquid fluid before being subjected to the esterification reaction step.
In this case, the lower limit of the molar ratio of the aliphatic diol to the aliphatic dicarboxylic acid is usually 1.10, preferably 1.12, more preferably 1.15, and particularly preferably 1.20. The upper limit is usually 2.00, preferably 1.80, more preferably 1.60, particularly preferably 1.55. While the raw materials are being mixed, the dicarboxylic acid and the diol may cause an esterification reaction, but in the present invention, it does not prevent a partial esterification reaction from occurring during the raw material preparation step. However, the mixing temperature is preferably higher than the melting point of the aliphatic diol, and the temperature at which the esterification reaction does not proceed remarkably. The upper limit is usually 70 ° C., preferably 60 ° C., more preferably 50 ° C., particularly preferably 40 ° C. .
(エステル化反応工程)
本発明におけるエステル化反応工程とは、原料のジカルボン酸とジオールとを反応させてエステル化を行う工程であるが、一部エステル化反応が起きているとしても、原料調製工程はエステル化工程とは区別される。より具体的にエステル化工程とは、反応槽出口でのエステル化率が50%以上となる工程を指し、この場合の反応槽をエステル化反応槽と呼ぶ。エステル化反応を複数の反応槽によって行っても構わないが、その場合であってもそれぞれの反応槽出口において、エステル化率が50%以上となっている反応槽をエステル化反応槽と呼ぶ。
ジカルボン酸とジオールとのエステル化反応は、連続する複数の反応槽で行うことができるが、1つの槽で行うこともできる。反応温度は、下限が通常200℃、好ましくは210℃、上限は通常250℃、更に好ましくは245℃、より好ましくは240℃である。下限未満であるとエステル化反応速度が遅く反応時間を長時間必要とし、脂肪族ジオールの脱水分解など好ましくない反応が起こる虞がある。上限超過では脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸の分解が多くなり、また反応槽内に飛散物が増加し異物発生原因となり
やすく反応物に濁り(ヘーズ)を生じやすくなる。また、エステル化温度は一定温度であることが好ましい。一定温度であることによりエステル化率が安定する。一定温度とは設定温度±5℃、好ましくは±2℃である。
(Esterification reaction process)
The esterification reaction step in the present invention is a step of performing esterification by reacting a raw material dicarboxylic acid and a diol, but even if a partial esterification reaction has occurred, the raw material preparation step is an esterification step. Are distinguished. More specifically, the esterification step refers to a step in which the esterification rate at the reaction vessel outlet is 50% or more, and the reaction vessel in this case is referred to as an esterification reaction vessel. The esterification reaction may be performed in a plurality of reaction vessels. Even in this case, a reaction vessel having an esterification rate of 50% or more at each reaction vessel outlet is referred to as an esterification reaction vessel.
The esterification reaction of dicarboxylic acid and diol can be performed in a plurality of continuous reaction tanks, but can also be performed in one tank. The lower limit of the reaction temperature is usually 200 ° C, preferably 210 ° C, and the upper limit is usually 250 ° C, more preferably 245 ° C, more preferably 240 ° C. If it is less than the lower limit, the esterification reaction rate is slow, requiring a long reaction time, and an undesirable reaction such as dehydration decomposition of aliphatic diol may occur. If the upper limit is exceeded, the aliphatic diol and the aliphatic dicarboxylic acid will be decomposed more, and the amount of scattered matter will increase in the reaction tank, causing foreign matter to be easily generated, and the reaction product tends to become cloudy (haze). The esterification temperature is preferably a constant temperature. The esterification rate is stabilized due to the constant temperature. The constant temperature is a set temperature ± 5 ° C., preferably ± 2 ° C.
反応雰囲気は、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下である。反応圧力は、通常50kPa〜200kPaであり下限は好ましくは60kPa、更に好ましくは70kPa、上限は好ましくは130kPa、更に好ましくは110kPaである。下限未満では反応槽内に飛散物が増加し反応物のヘーズが高くなり異物増加の原因となりやすく、また脂肪族ジオールの反応系外への留出が多くなり重縮合反応速度の低下を招きやすい。上限超過では脂肪族ジオールの脱水分解が多くなり、重縮合速度の低下を招きやすい。 The reaction atmosphere is usually an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reaction pressure is usually 50 kPa to 200 kPa, and the lower limit is preferably 60 kPa, more preferably 70 kPa, and the upper limit is preferably 130 kPa, more preferably 110 kPa. If it is less than the lower limit, the amount of scattered matter in the reaction tank increases and the haze of the reaction product increases, which tends to cause an increase in foreign matter. . If the upper limit is exceeded, the dehydration decomposition of the aliphatic diol increases, and the polycondensation rate tends to decrease.
反応時間は、通常1時間以上であり、上限が通常10時間以下、好ましくは、4時間以下である。エステル化反応を行う脂肪族ジカルボン酸に対する脂肪族ジオールのモル比は、エステル化反応槽の気相および反応液相に存在する、脂肪族ジカルボン酸およびエステル化された脂肪族ジカルボン酸に対する、脂肪族ジオールおよびエステル化された脂肪族ジオールとのモル比を表し、反応系で分解されエステル化反応に寄与しない脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオールおよびそれらの分解物は含まれない。分解されてエステル化反応に寄与しないとは、例えば、脂肪族ジオールである1,4−ブタンジオールが分解してテトラヒドロフランになったものはこのモル比には含めない。本発明において 上記モル比は下限が通常1.10であり、好ましくは1.12、更に好ましくは1.15、特に好ましくは1.20である。上限は通常2.00、好ましくは1.80、更に好ましくは1.60、特に好ましくは1.55である。下限未満ではエステル化反応が不十分になりやすく後工程の反応である重縮合反応が進みにくく高重合度のポリエステルが得にくい。上限超過では脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸の分解量が多くなる。このモル比を好ましい範囲に保つ為にエステル化反応系に脂肪族ジオールを適宜補給するのは好ましい方法である。 The reaction time is usually 1 hour or longer, and the upper limit is usually 10 hours or shorter, preferably 4 hours or shorter. The molar ratio of the aliphatic diol to the aliphatic dicarboxylic acid for carrying out the esterification reaction is determined based on the aliphatic dicarboxylic acid and the esterified aliphatic dicarboxylic acid present in the gas phase and reaction liquid phase of the esterification reactor. It represents the molar ratio between the diol and the esterified aliphatic diol, and does not include aliphatic dicarboxylic acids, aliphatic diols and their decomposition products that are decomposed in the reaction system and do not contribute to the esterification reaction. The fact that it is decomposed and does not contribute to the esterification reaction does not include, for example, those in which 1,4-butanediol, which is an aliphatic diol, is decomposed into tetrahydrofuran, in this molar ratio. In the present invention, the lower limit of the molar ratio is usually 1.10, preferably 1.12, more preferably 1.15, and particularly preferably 1.20. The upper limit is usually 2.00, preferably 1.80, more preferably 1.60, particularly preferably 1.55. If it is less than the lower limit, the esterification reaction tends to be insufficient, and the polycondensation reaction which is a reaction in the subsequent step is difficult to proceed, and it is difficult to obtain a polyester having a high polymerization degree. If the upper limit is exceeded, the decomposition amount of the aliphatic diol and aliphatic dicarboxylic acid increases. In order to keep this molar ratio within a preferable range, it is a preferable method to appropriately supplement the esterification reaction system with an aliphatic diol.
また、本発明では原料調製工程以降エステル化工程までの間の少なくともいずれか1つの工程にCMを供給するが、このCMを構成する脂肪族ジカルボン酸成分および脂肪族ジオール成分は、それらの由来となる脂肪族ジカルボン酸あるいは脂肪族ジオールとして上記モル比の対象に含まれる。
本発明においては、エステル化率80%以上のエステル化反応物を重縮合反応に供する。本発明において、重縮合反応とは反応圧力50kPa以下で行うポリエステルの高分子量化反応をいい、エステル化反応は50〜200kPaで、通常エステル化反応槽で行い、重縮合反応は50kPa以下、好ましくは10kPa以下で重縮合反応槽で行う。本発明でエステル化率とはエステル化反応物試料中の全酸成分に対するエステル化された酸成分の割合を示すものであり次式で表される。
In the present invention, CM is supplied to at least one of the steps from the raw material preparation step to the esterification step. The aliphatic dicarboxylic acid component and the aliphatic diol component constituting this CM are derived from their origins. As the aliphatic dicarboxylic acid or aliphatic diol, the above-mentioned molar ratio is included.
In the present invention, an esterification reaction product having an esterification rate of 80% or more is subjected to a polycondensation reaction. In the present invention, the polycondensation reaction means a high molecular weight reaction of polyester performed at a reaction pressure of 50 kPa or less, the esterification reaction is 50 to 200 kPa, usually performed in an esterification reaction tank, and the polycondensation reaction is 50 kPa or less, preferably It is carried out in a polycondensation reaction tank at 10 kPa or less. In the present invention, the esterification rate indicates the ratio of the esterified acid component to the total acid component in the esterification reaction product sample, and is represented by the following formula.
エステル化率(%)=(ケン化価−酸価)/ケン化価×100 Esterification rate (%) = (saponification value−acid value) / saponification value × 100
エステル化反応物のエステル化率は、好ましくは85%以上、更に好ましくは88%以上、特に好ましくは90%以上である。下限以下であると後工程の反応である重縮合反応性が悪くなる。また、重縮合反応時の飛散物増え、壁面に付着して固化し、更にこの飛散物が反応物内に落下し、ヘーズの悪化(異物発生)の要因となる。上限は後工程の反応である重縮合反応の為には高いほうが良いが、通常99%である。 The esterification rate of the esterification reaction product is preferably 85% or more, more preferably 88% or more, and particularly preferably 90% or more. If it is less than the lower limit, the polycondensation reactivity, which is a reaction in the subsequent step, is deteriorated. Further, the amount of scattered matter during the polycondensation reaction increases, adheres to the wall surface and solidifies, and further, this scattered matter falls into the reaction material, causing haze deterioration (foreign matter generation). The upper limit is preferably 99% for the polycondensation reaction, which is a post-process reaction, but is usually 99%.
本発明において、エステル化反応におけるジカルボン酸とジオールとのモル比、反応温度、反応圧力および反応率とを上記範囲にして連続反応を行い、連続的に重縮合反応に供することにより、ヘーズが低く異物が少ない高品質のポリエステルを効率的に得ることができる。 In the present invention, the haze is reduced by performing a continuous reaction with the molar ratio of dicarboxylic acid and diol in the esterification reaction, reaction temperature, reaction pressure and reaction rate within the above ranges and continuously subjecting to a polycondensation reaction. A high-quality polyester with few foreign substances can be obtained efficiently.
(重縮合反応工程)
本発明における重縮合反応工程とは、エステル化工程を経て得られた反応物を重縮合する工程であるが、工程中で一部エステル化反応が起きているとしても、エステル化工程とは区別される。より具体的に重縮合反応工程とは、反応槽に投入されるエステル化工程を経て得られた反応物のエステル化率が80%以上である工程を指し、この場合の反応槽を重縮合反応槽と呼ぶ。
重縮合反応は連続する複数の反応槽を用い減圧下で行うことができる。最終重縮合反応槽の反応圧力は、下限が通常0.01kPa以上、好ましくは0.03kPa以上であり上限が通常1.4kPa以下、好ましくは0.4kPa以下として行う。重縮合反応時の圧力が高すぎると、重縮合時間が長くなり、それに伴いポリエステルの熱分解による分子量低下や着色が引き起こされ、実用上充分な特性を示すポリエステルの製造が難しくなる傾向がある。
(Polycondensation reaction process)
The polycondensation reaction step in the present invention is a step of polycondensation of the reaction product obtained through the esterification step, but is distinguished from the esterification step even if some esterification reaction occurs in the step. Is done. More specifically, the polycondensation reaction step refers to a step in which the esterification rate of the reaction product obtained through the esterification step charged into the reaction vessel is 80% or more. Called the tank.
The polycondensation reaction can be performed under reduced pressure using a plurality of continuous reaction vessels. Regarding the reaction pressure of the final polycondensation reaction tank, the lower limit is usually 0.01 kPa or more, preferably 0.03 kPa or more, and the upper limit is usually 1.4 kPa or less, preferably 0.4 kPa or less. If the pressure during the polycondensation reaction is too high, the polycondensation time will be prolonged, and accordingly, the molecular weight will be lowered or colored due to thermal decomposition of the polyester, which tends to make it difficult to produce a polyester exhibiting practically sufficient characteristics.
一方、反応圧力を0.01kPa未満とするような超高真空重縮合設備を用いて製造する手法は重縮合反応速度を向上させる観点からは好ましい態様であるが、極めて高額な設備投資が必要となる為、経済的には不利である。反応温度は、下限が通常215℃、好ましくは220℃であり、上限が通常270℃好ましくは260℃の範囲である。下限未満であると、重縮合反応速度が遅く、高重合度のポリエステル製造に長時間を要するばかりでなく、高動力の撹拌機も必要となる為、経済的に不利である。一方、上限超過であると製造時のポリエステルの熱分解が引き起こされやすく、高重合度のポリエステルの製造が難しくなる傾向がある。 On the other hand, the method of producing using an ultra-high vacuum polycondensation equipment with a reaction pressure of less than 0.01 kPa is a preferred embodiment from the viewpoint of improving the polycondensation reaction rate, but requires extremely expensive equipment investment. Therefore, it is economically disadvantageous. The lower limit of the reaction temperature is usually 215 ° C, preferably 220 ° C, and the upper limit is usually in the range of 270 ° C, preferably 260 ° C. If it is less than the lower limit, the polycondensation reaction rate is slow, and not only a long time is required for producing a polyester having a high degree of polymerization, but also a high power stirrer is required, which is economically disadvantageous. On the other hand, if the amount exceeds the upper limit, thermal decomposition of the polyester during production tends to be caused, and it tends to be difficult to produce polyester having a high degree of polymerization.
反応時間は、下限が通常1時間であり、上限が通常15時間、好ましくは10時間、より好ましくは8時間である。反応時間が短すぎると反応が不充分で高重合度のポリエステルが得にくく、その成形品の機械物性が劣る傾向となる。一方、反応時間が長すぎると、ポリエステルの熱分解による分子量低下が顕著となり、その成形品の機械物性が劣る傾向となるばかりでなく、ポリエステルの耐久性に悪影響を与えるカルボキシル基末端量が熱分解により増加する場合がある。 The lower limit of the reaction time is usually 1 hour, and the upper limit is usually 15 hours, preferably 10 hours, more preferably 8 hours. If the reaction time is too short, the reaction is insufficient and it is difficult to obtain a polyester having a high degree of polymerization, and the mechanical properties of the molded product tend to be inferior. On the other hand, if the reaction time is too long, the molecular weight drop due to the thermal decomposition of the polyester becomes remarkable, the mechanical properties of the molded product tend to be inferior, and the terminal amount of the carboxyl group that adversely affects the durability of the polyester is thermally decomposed. May increase due to
重縮合反応温度と時間および圧力をコントロールすることにより所望の固有粘度のポリエステルを得ることができる。 A polyester having a desired intrinsic viscosity can be obtained by controlling the polycondensation reaction temperature, time and pressure.
(環状一量体化合物(CM)の供給)
本発明では原料として使用する全脂肪族ジオールに対して、3重量%から15重量%の量のCMを、原料調製工程以降であってエステル化工程までの間の少なくともいずれかの工程に供給する。脂肪族ジオールに対するCMの添加量は、好ましくは下限は5重量%、より好ましくは8重量%であり上限は好ましくは12重量%、より好ましくは10重量%である。CM含有量が下限未満であると得られるポリエステルの色調b値が大きくなり劣る傾向となる。上限超過ではエステル化反応槽、重縮合反応槽から留出する留出液中に閉塞性の留出物が多くなり配管閉塞などを起こし易くなる。
(Supply of cyclic monomeric compound (CM))
In the present invention, 3 to 15% by weight of CM is supplied to at least one of the steps after the raw material preparation step to the esterification step with respect to the total aliphatic diol used as the raw material. . The amount of CM added to the aliphatic diol is preferably 5% by weight, more preferably 8% by weight, and the upper limit is preferably 12% by weight, more preferably 10% by weight. When the CM content is less than the lower limit, the color tone b value of the obtained polyester tends to increase and become inferior. If the amount exceeds the upper limit, the distillate distilled from the esterification reaction tank and the polycondensation reaction tank has a large amount of clogging distillate, which tends to cause pipe clogging.
本発明におけるCMは、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを脂肪族ジオール中で反応させて得ることができる。CMの具体的な例として、脂肪族ジカルボン酸としてコハク酸、脂肪族ジオールとして1,4−ブタンジオールから成る環状一量体化合物があげられ、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等による定量測定が可能である。 CM in the present invention can be obtained by reacting an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol in an aliphatic diol. A specific example of CM is a cyclic monomer compound composed of succinic acid as an aliphatic dicarboxylic acid and 1,4-butanediol as an aliphatic diol, and can be quantitatively measured by gas chromatography or liquid chromatography. It is.
また、エステル化反応、重縮合反応において各反応槽から留出する脂肪族ジオール、水を主成分とする留出物中のCMを利用することもできる。この場合、重縮合反応槽からの留出液はCM濃度が高く、液状であるので貯留し或いは直接にこの液を原料脂肪族ジオー
ルまたは原料調製工程またはエステル化反応工程に、CMの添加量が適量になるよう投入して使用するのは効率的な方法である。
Further, an aliphatic diol distilled from each reaction tank in the esterification reaction and polycondensation reaction, and CM in a distillate containing water as a main component can also be used. In this case, since the distillate from the polycondensation reaction tank has a high CM concentration and is liquid, it is stored or directly added to the raw material aliphatic diol or the raw material preparation step or the esterification reaction step. It is an efficient method to use it in an appropriate amount.
(反応触媒)
エステル化反応および重縮合反応は反応触媒を使用することにより、反応が促進される。エステル化反応においてはエステル化反応触媒が無くても十分な反応速度を得ることができる。またエステル化反応時にエステル化反応触媒が存在するとエステル化反応によって生じる水により触媒が反応物に不溶の析出物を生じ、得られるポリエステルの透明性を損なう(即ちヘーズが高くなる)ことがあり、また異物化することがあるので、反応触媒はエステル化反応中には添加使用しないことが好ましい。また、触媒を反応槽の気相部に添加するとヘーズが高くなることがあり、また触媒が異物化することがあるので反応液中に添加することが好ましい。
(Reaction catalyst)
The esterification reaction and polycondensation reaction are promoted by using a reaction catalyst. In the esterification reaction, a sufficient reaction rate can be obtained without an esterification reaction catalyst. In addition, if an esterification reaction catalyst is present during the esterification reaction, the catalyst may cause insoluble precipitates in the reaction product due to water generated by the esterification reaction, which may impair the transparency of the resulting polyester (ie, increase haze). Moreover, since it may become a foreign material, it is preferable not to use the reaction catalyst during the esterification reaction. Moreover, when a catalyst is added to the gas phase part of the reaction vessel, the haze may be increased, and the catalyst may be converted into a foreign substance.
重縮合反応においては無触媒では反応が進みにくく、触媒を用いることが好ましい。重縮合反応触媒としては、一般には、周期表1〜14族の金属元素のうち少なくとも1種を含む金属化合物が用いられる。金属元素としては、具体的には、 スカンジウム、イットリウム、サマリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウムおよびカリウム等が挙げられる。その中では、スカンジウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、モリブデン、タングステン、亜鉛、鉄、ゲルマニウムが好ましく、特に、チタン、ジルコニウム、タングステン、ゲルマニウムが好ましい。更に、ポリエステルの熱安定性に影響を与えるポリエステル末端濃度を低減させる為には、上記金属の中では、ルイス酸性を示す周期表3〜6族の金属元素が好ましい。具体的には、スカンジウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、モリブデン、タングステンであり、特に、入手のし易さからチタン、ジルコニウムが好ましく、更には反応活性の点からチタンが好ましい。
In the polycondensation reaction, it is difficult to proceed without a catalyst, and it is preferable to use a catalyst. As the polycondensation reaction catalyst, a metal compound containing at least one of the metal elements of
本発明においては、触媒として、これらの金属元素を含むカルボン酸塩、アルコキシ塩有機スルホン酸塩またはβ―ジケトナート塩等の有機基を含む化合物、更には前記した金属の酸化物、ハロゲン化物等の無機化合物およびそれらの混合物が好ましく用いられる。
本発明においては、触媒は、重合時に溶融あるいは溶解した状態であると重合速度が高くなる理由から、重合時に液状であるか、エステル低重合体やポリエステルに溶解する化合物が好ましい。また、重縮合は無溶媒で行うことが好ましいが、これとは別に、触媒を溶解させる為に少量の溶媒を使用しても良い。この触媒溶解用の溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオールなどの前述のジオール類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ヘプタン、トルエン等の炭化水素化合物、水ならびにそれらの混合物等が挙げられ、その使用量は、触媒濃度が、通常0.0001重量%以上、99重量%以下となるように使用する。
In the present invention, as a catalyst, a compound containing an organic group such as a carboxylate salt, an alkoxy salt organic sulfonate salt or a β-diketonate salt containing these metal elements, and the above-described metal oxide, halide, etc. Inorganic compounds and mixtures thereof are preferably used.
In the present invention, the catalyst is preferably a liquid at the time of polymerization or a compound that dissolves in an ester low polymer or polyester because the polymerization rate is increased when the catalyst is melted or dissolved at the time of polymerization. The polycondensation is preferably carried out without a solvent. Alternatively, a small amount of solvent may be used to dissolve the catalyst. Examples of the solvent for dissolving the catalyst include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and butanol, diols such as ethylene glycol, butanediol, and pentanediol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile. , Hydrocarbon compounds such as heptane and toluene, water and mixtures thereof, and the like. The amount used is usually such that the catalyst concentration is 0.0001 wt% or more and 99 wt% or less.
チタン化合物としては、テトラアルキルチタネートおよびその加水分解物が好ましく、具体的には、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラベンジルチタネートおよびこれらの混合チタネート、およびこれらの加水分解物が挙げられる。 As the titanium compound, tetraalkyl titanate and a hydrolyzate thereof are preferable. Specifically, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-t-butyl titanate, tetraphenyl titanate, Examples include tetracyclohexyl titanate, tetrabenzyl titanate and mixed titanates thereof, and hydrolysates thereof.
また、チタン(オキシ)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(ジイソプロキシド)アセチルアセトネート、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、チタンビス(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシド、チタン(トリエタノールアミネート)イソプロポキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート
、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート、ブチルチタネートダイマー等も好んで用いられる。また、アルコール、アルカリ土類金属化合物、リン酸エステル化合物、およびチタン化合物を混合することにより得られる液状物も用いられる。これらの中では、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネートおよびテトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)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、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマーおよび、アルコール、アルカリ土類金属化合物、リン酸エステル化合物、およびチタン化合物を混合することにより得られる液状物、が好ましく、テトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)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、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマーおよび、アルコール、アルカリ土類金属化合物リン酸エステル化合物、およびチタン化合物を混合することにより得られる液状物がより好ましく、特に、テトラ−n−ブチルチタネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタン(オキシ)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および、アルコール、アルカリ土類金属化合物、リン酸エステル化合物、およびチタン化合物を混合することにより得られる液状物が好ましい。
In addition, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium (diisoproxide) acetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, titanium bis (ethylacetoacetate) diisopropoxide, titanium (triethanolaminate) ) Isopropoxide, polyhydroxytitanium stearate, titanium lactate, titanium triethanolamate, butyl titanate dimer and the like are also preferably used. Moreover, the liquid substance obtained by mixing alcohol, an alkaline-earth metal compound, a phosphate ester compound, and a titanium compound is also used. Among these, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate and tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, polyhydroxytitanium stearate Preferred is a liquid obtained by mixing rate, titanium lactate, butyl titanate dimer, and alcohol, alkaline earth metal compound, phosphate ester compound, and titanium compound. Tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) Acetyl acetonate, titanium tetraacetyl acetonate, polyhydroxy titanium stearate, titanium lactate, butyl titanate dimer and alcohol, alkaline earth metal compound A liquid obtained by mixing an acid ester compound and a titanium compound is more preferable, in particular, tetra-n-butyl titanate, polyhydroxy titanium stearate, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, and A liquid material obtained by mixing an alcohol, an alkaline earth metal compound, a phosphate ester compound, and a titanium compound is preferable.
ジルコニウム化合物としては、具体的には、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、ジルコニルジアセテイト、シュウ酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニル、シュウ酸ジルコニウムカリウム、ポリヒドロキシジルコニウムステアレート、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−t−ブトキシド、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネートならびにそれらの混合物が例示される。これらの中では、ジルコニルジアセテイト、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、シュウ酸ジルコニウムアンモニウム、シュウ酸ジルコニウムカリウム、ポリヒドロキシジルコニウムステアレート、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−t−ブトキシドが好ましく、ジルコニルジアセテイト、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、シュウ酸ジルコニウムアンモニウム、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシドがより好ましく、特にジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレートが着色のない高重合度のポリエステルが容易に得られる理由から好ましい。 Specific examples of the zirconium compound include zirconium tetraacetate, zirconium acetylate hydroxide, zirconium tris (butoxy) stearate, zirconyl diacetate, zirconium oxalate, zirconyl oxalate, potassium potassium oxalate, and polyhydroxyzirconium. Examples include stearate, zirconium ethoxide, zirconium tetra-n-propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium tetra-t-butoxide, zirconium tributoxyacetylacetonate and mixtures thereof. Among these, zirconyl diacetate, zirconium tris (butoxy) stearate, zirconium tetraacetate, zirconium acetate acetate, zirconium ammonium oxalate, zirconium potassium oxalate, polyhydroxyzirconium stearate, zirconium tetra-n- Propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium tetra-t-butoxide are preferred, zirconyl diacetate, zirconium tetraacetate, zirconium acetate acetate hydroxide, zirconium tris (butoxy) stearate, sulphur Zirconium ammonium acid, zirconium tetra-n-propoxide, zirconium tetra-n-butoxide are more preferred, Preferred for reasons of zirconium tris (butoxy) stearate is easily obtained polyester having a high degree of polymerization without colored.
ゲルマニウム化合物としては、具体的には、酸化ゲルマニウムや塩化ゲルマニウム等の無機ゲルマニウム化合物、テトラアルコキシゲルマニウムなどの有機ゲルマニウム化合物挙げられる。価格や入手の容易さなどから、酸化ゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウムおよびムおよびテトラブトキシゲルマニウムなどが好ましく、特に、酸化ゲルマニウムが好ましい。 Specific examples of the germanium compound include inorganic germanium compounds such as germanium oxide and germanium chloride, and organic germanium compounds such as tetraalkoxygermanium. From the viewpoint of price and availability, germanium oxide, tetraethoxygermanium and mu and tetrabutoxygermanium are preferable, and germanium oxide is particularly preferable.
重縮合触媒としてこれらの金属化合物を用いる場合の触媒添加量は、生成するポリエステルに対する金属量として、下限値が通常、0.1質量ppm以上、好ましくは0.5質量ppm以上、より好ましくは1質量ppm以上であり、上限値が通常、3000質量ppm以下、好ましくは1000質量ppm以下、より好ましくは250質量ppm以下、特に好ましくは130質量ppm以下である。使用する触媒量が多すぎると、経済的に不利であるばかりでなく、理由は未だ詳らかではないが、ポリエステル中のカルボキシル基末端濃度が多くなる場合がある為、カルボキシル基末端量ならびに残留触媒濃度の増大によりポリエステルの熱安定性や耐加水分解性が低下する場合がある。逆に少なすぎると重合活性が低くなり、それに伴いポリエステル製造中にポリエステルの熱分解が誘発され、
実用上有用な物性を示すポリエステルが得られにくくなる。
When these metal compounds are used as a polycondensation catalyst, the amount of the catalyst added is usually 0.1 mass ppm or more, preferably 0.5 mass ppm or more, more preferably 1 as the metal amount with respect to the produced polyester. The upper limit is usually 3000 ppm or less, preferably 1000 ppm or less, more preferably 250 ppm or less, and particularly preferably 130 ppm or less. If too much catalyst is used, it is not only economically disadvantageous, but the reason is not yet clear, but the carboxyl group terminal concentration in the polyester may increase, so the carboxyl group terminal amount and residual catalyst concentration. The increase in the temperature may reduce the thermal stability and hydrolysis resistance of the polyester. On the other hand, if the amount is too small, the polymerization activity is lowered, and accordingly, thermal decomposition of the polyester is induced during the production of the polyester,
Polyesters showing practically useful physical properties are difficult to obtain.
触媒の反応系への添加位置は、重縮合反応工程以前であれば特に限定されず、原料仕込み時に添加しておいてもよいが、水が多く存在、もしくは発生している状況下で触媒が共存すると触媒が失活し、異物が析出する原因となり製品の品質を損なう場合がある為、エステル化反応工程以後に添加するのが好ましい。 The position of addition of the catalyst to the reaction system is not particularly limited as long as it is before the polycondensation reaction step, and may be added at the time of charging the raw material, but the catalyst is used in a situation where a lot of water is present or generated. If it coexists, the catalyst is deactivated and foreign matter may be precipitated, which may impair the quality of the product. Therefore, it is preferably added after the esterification reaction step.
<反応槽>
(エステル化反応槽)
本発明に用いるエステル化反応槽としては、公知のものが使用でき、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応槽等の型式のいずれであってもよく、また、単数槽としても、同種または異種の槽を直列させた複数槽としてもよい。中でも攪拌装置を有する反応槽が好ましく、攪拌装置としては、動力部および受、軸、攪拌翼からなる通常のタイプの他、タービンステーター型高速回転式攪拌機、ディスクミル型攪拌機、ローターミル型攪拌機等の高速回転するタイプも用いることができる。
<Reaction tank>
(Esterification reaction tank)
As the esterification reaction tank used in the present invention, known ones can be used, and any of a vertical stirring complete mixing tank, a vertical heat convection mixing tank, a tower type continuous reaction tank, etc. may be used. A single tank or a plurality of tanks in which similar or different tanks are connected in series may be used. Among them, a reaction tank having a stirrer is preferable. As a stirrer, in addition to a normal type including a power unit, a receiver, a shaft, and a stirring blade, a turbine stator type high-speed rotary stirrer, a disk mill type stirrer, a rotor mill type stirrer, etc. The type that rotates at a high speed can also be used.
攪拌の形態にも制限はなく、反応槽中の反応液を反応槽の上部、下部、横部等から直接攪拌する通常の攪拌方法の他、反応液の一部を反応槽の外部に配管等で持ち出してラインミキサ−等で攪拌し、反応液を循環させる方法もとることができる。 攪拌翼の種類も公知のものが選択でき、具体的にはプロペラ翼、スクリュー翼、タービン翼、ファンタービン翼、デイスクタービン翼、ファウドラー翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼等が挙げられる。 There is no limitation on the form of stirring, and in addition to the normal stirring method in which the reaction liquid in the reaction tank is directly stirred from the top, bottom, side, etc. of the reaction tank, a part of the reaction liquid is piped outside the reaction tank It is possible to take a method of circulating the reaction liquid by taking it out with a line mixer and the like. Known types of stirring blades can be selected, and specific examples include propeller blades, screw blades, turbine blades, fan turbine blades, disk turbine blades, fouller blades, full zone blades, Max blend blades, and the like.
(重縮合反応槽)
本発明に用いる重縮合反応槽の型式に特に制限はなく、例えば、縦型攪拌重合槽、横型攪拌重合槽、薄膜蒸発式重合槽などを挙げることができる。重縮合反応槽は、1基とすることができ、あるいは、同種または異種の複数基の槽を直列させた複数槽とすることもできるが、反応液の粘度が上昇する重縮合の後期は界面更新性とプラグフロー性、セルフクリーニング性に優れた薄膜蒸発機能を有した横型攪拌重合機を選定することが好ましい。
(Polycondensation reaction tank)
There is no restriction | limiting in particular in the type of the polycondensation reaction tank used for this invention, For example, a vertical stirring polymerization tank, a horizontal stirring polymerization tank, a thin film evaporation type polymerization tank etc. can be mentioned. The number of polycondensation reaction tanks can be one, or a plurality of tanks of the same or different types can be connected in series. It is preferable to select a horizontal stirring polymerization machine having a thin film evaporation function excellent in renewability, plug flow property, and self-cleaning property.
(凝縮器)
本発明に用いる凝縮器としては、水冷式、空冷式、蒸発式等公知のものを使用することができ、例えば、水冷式としてはシェルアンドチューブ凝縮器、二重管凝縮器が、空冷式としてはプレートフィンチューブ凝縮器が、蒸発式としては、蒸発凝縮器等を採用することができる。本発明の凝縮器は、エステル槽、重縮合反応槽の、一方または両方に有していてもよく、複数有していてもよい。また、凝縮器の少なくとも一つが湿式コンデンサであるのが好ましく、脂肪族ジオールで凝縮する態様であることが好ましい。
湿式コンデンサとしては、棚段を1段又は複数段設け、その上方から冷却液として例えば1,4−ブタンジオールを循環・流下させて液膜を発生させ、この液膜に排気を接触させることでプロセス飛散物を溶解・捕集する棚段型による方法、上方にシャワーノズルを設け、冷却液として例えば1,4−ブタンジオールを噴霧して、この液滴に排気を接触させることでプロセス飛散物を溶解、捕集するシャワー型による方法、棚段型とシャワー型を組み合わせ、棚段型を上部に、シャワー型を下部に配置する方法等あるが、いずれを用いてもよい。
本発明の凝縮器より排出されるCMは、原料調製工程以降エステル化工程までの間のいずれかに供給されることが好ましい。また、本発明の凝縮器と重縮合反応槽の間には分離器があることが好ましく、分離器に捕集された低重合体をエステル化反応槽に供給するのは好ましい態様である。
(Condenser)
As the condenser used in the present invention, known ones such as a water cooling type, an air cooling type, and an evaporation type can be used. For example, as a water cooling type, a shell-and-tube condenser and a double pipe condenser are used as an air cooling type. A plate fin tube condenser can be used, and an evaporation condenser or the like can be adopted as an evaporation type. The condenser of the present invention may be provided in one or both of the ester tank and the polycondensation reaction tank, or may be provided in plural. Moreover, it is preferable that at least one of the condensers is a wet condenser, and it is preferable that the condenser be condensed with an aliphatic diol.
As a wet capacitor, one or more shelves are provided, and for example, 1,4-butanediol is circulated and flowed down as a cooling liquid from above to generate a liquid film, and exhaust is brought into contact with the liquid film. A method using a shelf type for dissolving and collecting process scattered matters, a shower nozzle is provided above, and for example, 1,4-butanediol is sprayed as a cooling liquid, and the process scattered matters are brought into contact with the liquid droplets by exhaust. There are a method using a shower type that dissolves and collects, a combination of a shelf type and a shower type, a method in which the shelf type is arranged at the top and the shower type is arranged at the bottom, and any of them may be used.
The CM discharged from the condenser according to the present invention is preferably supplied anywhere between the raw material preparation step and the esterification step. Moreover, it is preferable that there is a separator between the condenser of the present invention and the polycondensation reaction tank, and it is a preferable aspect to supply the low polymer collected in the separator to the esterification reaction tank.
<製造プロセス例>
以下に例として、脂肪族ジカルボン酸としてコハク酸、脂肪族ジオールとして1,4−ブタンジオール(以下、BDと略記することがある)、多官能化合物としてリンゴ酸を原料とするポリエステルの製造方法の好ましい実施態様を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<Example of manufacturing process>
As an example, a method for producing a polyester using succinic acid as an aliphatic dicarboxylic acid, 1,4-butanediol (hereinafter sometimes abbreviated as BD) as an aliphatic diol, and malic acid as a polyfunctional compound. Although a preferred embodiment will be described, the present invention is not limited to this.
以下、添付図面に基づき、ポリエステルの製造方法の好ましい実施態様を説明する。図1は、本発明で採用する原料調製工程の一例の説明図、図2は本発明で採用するエステル化反応工程の一例の説明図、図3は、本発明で採用する重縮合工程の一例の説明図である。図4は本発明で採用する重縮合工程の留出系の一例の説明図である。 Hereinafter, preferred embodiments of a method for producing polyester will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of a raw material preparation process employed in the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of an esterification reaction process employed in the present invention, and FIG. 3 is an example of a polycondensation process employed in the present invention. It is explanatory drawing of. FIG. 4 is an explanatory view of an example of a distillation system in the polycondensation step employed in the present invention.
図1において、原料供給ライン(1)よりコハク酸を、原料供給ライン(2)よりBDおよびリンゴ酸を、原料供給ライン(3)よりCMのBD溶液を原料調製槽(A)に供給し、攪拌混合し原料スラリーを調製し、スラリーライン(4)、(6)、ポンプ(C)より原料スラリー貯槽(B)に送る。スラリーの一部はスラリーライン(5)より原料調製槽(A)に循環される。ここでCMはライン(3)より供給する例を示したが原料供給ライン(10)より原料スラリー貯槽(B)、エステル化反応槽(E)に供給しても良い(供給ラインは図示していない)。貯槽(B)のスラリーは、ポンプ(D)を使用して、スラリー抜き出しライン(7)、循環ライン(8)を通じてスラリーを循環させながら攪拌混合を行い、保持する。調製されたスラリーは貯槽(B)よりスラリー供給ライン(9)を通じてエステル化反応槽(E)に供給される。また、原料のリンゴ酸は原料供給ライン(1)より、スラリー調製槽へ固体として添加することもできるし、原料供給ライン(10)よりBD溶液もしくは、BDスラリーとしてスラリー供給ライン(9)に添加することもできる。
また、エステル化反応時に触媒を添加する場合は、触媒調整槽(図示せず)でBDの溶液とした後、供給ライン(24)に溶液を供給してなされる。図1では再循環1,4−ブタンジオールの再循環ライン(22)に供給ライン(24)を連結し、両者を混合した後、エステル化反応槽(E)の液相部に供給する態様を示した。重縮合反応器より留出し、分離器(g、h、j)に捕集されたCMを含む低分子量成分は、再循環1,4−ブタンジオールの再循環ライン(22)に連結された供給ライン(24)よりエステル化反応槽(E)に添加することもできる。
In FIG. 1, succinic acid is supplied from the raw material supply line (1), BD and malic acid are supplied from the raw material supply line (2), and a BD solution of CM is supplied from the raw material supply line (3) to the raw material preparation tank (A). The raw material slurry is prepared by stirring and mixing, and sent to the raw slurry storage tank (B) from the slurry lines (4), (6) and the pump (C). A part of the slurry is circulated from the slurry line (5) to the raw material preparation tank (A). Here, an example is shown in which CM is supplied from the line (3). However, the CM may be supplied from the raw material supply line (10) to the raw material slurry storage tank (B) and the esterification reaction tank (E) (the supply line is illustrated). Absent). The slurry in the storage tank (B) is stirred and mixed using the pump (D) while the slurry is circulated through the slurry extraction line (7) and the circulation line (8) and held. The prepared slurry is supplied from the storage tank (B) to the esterification reaction tank (E) through the slurry supply line (9). The raw material malic acid can be added as a solid to the slurry preparation tank from the raw material supply line (1), or added to the slurry supply line (9) as a BD solution or BD slurry from the raw material supply line (10). You can also
Moreover, when adding a catalyst at the time of esterification, after making it the solution of BD with a catalyst adjustment tank (not shown), it is made by supplying a solution to a supply line (24). In FIG. 1, the supply line (24) is connected to the recirculation line (22) of the recirculated 1,4-butanediol, and both are mixed and then supplied to the liquid phase part of the esterification reaction tank (E). Indicated. The low molecular weight component containing CM distilled from the polycondensation reactor and collected in the separator (g, h, j) is fed to the recycle line (22) for
エステル化反応槽(E)から留出するガスは、留出ライン(13)を経て精留塔(F)で高沸成分と低沸成分とに分離される。通常、高沸成分の主成分はBDであり、低沸成分の主成分は、水およびBDの分解物であるテトラヒドロフラン(以下、THFと略記することがある)である。 The gas distilled from the esterification reaction tank (E) is separated into a high-boiling component and a low-boiling component in the rectification tower (F) through the distillation line (13). Usually, the main component of the high boiling component is BD, and the main component of the low boiling component is water and tetrahydrofuran (hereinafter sometimes abbreviated as THF) which is a decomposition product of BD.
精留塔(F)で分離された高沸成分は抜出ライン(20)から抜き出され、ポンプ(J)を経て、一部はBD再循環ライン(22)からエステル化反応槽(E)に循環され、一部は循環ライン(21)から精留塔(F)に戻される。また余剰分は抜出ライン(23)から外部に抜き出される(貯槽へ、図なし)。一方、精留塔(F)で分離された軽沸成分はガス抜出ライン(14)から抜き出され、コンデンサ(G)で凝縮され、凝縮液ライン(16)を経てタンク(H)に一時溜められる。タンク(H)に集められた軽沸成分の一部は、抜出ライン(17)、ポンプ(K)および循環ライン(18)を経て精留塔(F)に戻され、残部は、抜出ライン(19)を経て外部に抜き出される。コンデンサ(G)はベントライン(15)を経て排気装置(図示せず)に接続されている。エステル化反応槽(E)内で生成したエステル化反応物は、抜出ポンプ(I)およびエステル化反応物の抜出ライン(12)を経て図2第1重縮合反応槽(L)に供される。 The high-boiling components separated in the rectification column (F) are extracted from the extraction line (20), passed through the pump (J), and partly from the BD recirculation line (22) to the esterification reaction tank (E). And a part is returned to the rectification column (F) from the circulation line (21). The surplus is withdrawn from the extraction line (23) to the outside (not shown). On the other hand, the light boiling components separated in the rectification column (F) are extracted from the gas extraction line (14), condensed in the condenser (G), and temporarily passed through the condensate line (16) to the tank (H). Can be stored. A part of the light boiling components collected in the tank (H) is returned to the rectification column (F) through the extraction line (17), the pump (K) and the circulation line (18), and the remainder is extracted. It is extracted outside through the line (19). The condenser (G) is connected to an exhaust device (not shown) through a vent line (15). The esterification reaction product generated in the esterification reaction vessel (E) is supplied to the first polycondensation reaction vessel (L) in FIG. 2 via the extraction pump (I) and the extraction line (12) of the esterification reaction product. Is done.
図1に示す工程においては、再循環ライン(22)に供給ライン(24)が連結されているが、両者は独立していてもよい。また、原料供給ライン(9)はエステル化反応槽(
E)の液相部に接続されていてもよい。
In the process shown in FIG. 1, the supply line (24) is connected to the recirculation line (22), but both may be independent. The raw material supply line (9) is an esterification reaction tank (
It may be connected to the liquid phase part of E).
重縮合槽前のエステル化反応物に触媒を添加する場合は、触媒調製槽(図示せず)で所定濃度に調製した後、図2における触媒供給ライン(28)を経てエステル化反応物の抜出ライン(12)に供給される。 When a catalyst is added to the esterification reaction product before the polycondensation tank, it is adjusted to a predetermined concentration in a catalyst preparation tank (not shown), and then the esterification reaction product is removed through the catalyst supply line (28) in FIG. Supplied to the exit line (12).
次に、図3に示すエステル化反応物の抜出ライン(12)からフィルター(R)を経て第1重縮合反応槽(L)に供給されたエステル化反応物は、減圧下に重縮合されてポリエステル低重合体となりその後、抜出用ギヤポンプ(O)および抜出ライン(30)、フィルター(S)を経て第2重縮合反応槽(M)に供給される。第2重縮合反応槽(M)では、通常、第1重縮合反応槽(L)よりも低い圧力で更に重縮合反応が進む。得られた重縮合物は、抜出用ギヤポンプ(P)および出口流路である抜出ライン(31)、フィルター(T)を経て、第3重縮合槽(N)に供給される。第3重縮合反応槽(N)は、複数個の攪拌翼ブロックで構成され、2軸のセルフクリーニングタイプの攪拌翼を具備した横型の反応槽である。抜出ライン(31)を通じて第2重縮合反応槽(M)から第3重縮合反応槽(N)に導入された重縮合反応物は、ここで更に重縮合反応が進められた後、ペレット化される。フィルターR、S、T、Uは必ずしも全部設置する必要はなく、異物除去効果と運転安定性とを考慮して適宜設置することができる。 Next, the esterification reactant supplied to the first polycondensation reaction tank (L) through the filter (R) from the esterification reactant extraction line (12) shown in FIG. 3 is polycondensed under reduced pressure. After that, it becomes a polyester low polymer, and is then supplied to the second polycondensation reaction tank (M) through the extraction gear pump (O), the extraction line (30), and the filter (S). In the second polycondensation reaction tank (M), the polycondensation reaction usually proceeds at a lower pressure than the first polycondensation reaction tank (L). The obtained polycondensate is supplied to the third polycondensation tank (N) through the extraction gear pump (P), the extraction line (31) serving as the outlet channel, and the filter (T). The third polycondensation reaction tank (N) is a horizontal reaction tank composed of a plurality of stirring blade blocks and equipped with a biaxial self-cleaning type stirring blade. The polycondensation reaction product introduced into the third polycondensation reaction tank (N) from the second polycondensation reaction tank (M) through the extraction line (31) is further pelletized after further polycondensation reaction is advanced here. Is done. The filters R, S, T, and U are not necessarily all installed, and can be appropriately installed in consideration of the foreign matter removing effect and the operation stability.
溶融状態のポリエステルを抜出用ギヤポンプ(Q)、出口流路である抜出ライン(32)およびフィルター(U)を経てダイスヘッド(V)から溶融したストランドの形態で大気中に抜き出され、水などで冷却された後、回転式カッター(W)で切断されてポリエステルペレットとなる。また、大気中に抜き出さずに水中にストランドの形態で抜きだし、回転式水中カッターで切断してペレットとすることもできる。 The melted polyester is extracted into the atmosphere in the form of a melted strand from the die head (V) via the extraction gear pump (Q), the extraction line (32) which is the outlet channel, and the filter (U). After cooling with water or the like, it is cut with a rotary cutter (W) to form polyester pellets. Further, it can be extracted in the form of a strand into the water without being extracted into the atmosphere, and cut into a pellet by a rotary underwater cutter.
図3および図4に示す留出ライン(25)、(26)、(27)は、それぞれ、第1重縮合反応槽(L)、第2重縮合反応槽(M)、第3重縮合反応槽(N)のベントラインである。重縮合反応槽(L)、(M)、(N)からそれぞれ留出する留出物は留出ライン(25)、(26)、(27)を経て冷却機能を有する分離器(g)、(h)、(i)で液体成分と気体成分とに分離され液体成分は回収ライン(48)、供給ライン(24)を通じてエステル化反応槽(E)に、または原料供給ラインを通じてスラリー調製槽に戻すことができる。
気体成分は、各反応器に付設された湿式コンデンサ(a)、(b)、(c)で凝縮される。凝縮された留出物はタンク(d)、(e)、(f)に貯留されるとともに、循環BDとして再び湿式コンデンサに送られ、留出物を凝縮させる噴霧液として使用される。留出物中には反応で生成する水やTHF、飛沫同伴によるCMやその他オリゴマー等が含まれるため、圧力損失や湿式コンデンサ内での閉塞を回避する目的で、供給ライン(42)、(43)、(44)を通じてBDを追添加することができる。供給ライン(42)よりBDを追添加したタンク(f)は、液面を一定とするため、抜き出しライン(41)よりオーバーフロー形式で抜き出された留出液は、循環ライン(37)へ送られ、湿式コンデンサ(b)の噴霧液として使用される。タンク(e)も同様に、液面を一定とするため、抜き出しライン(40)よりオーバーフロー形式で抜き出された留出液は、循環ライン(36)へ送られ、湿式コンデンサ(a)の噴霧液として使用される。タンク(d)よりオーバーフロー形式で抜き出された留出液は、抜き出しライン(39)を通じて、スラリー調製あるいは、エステル化反応原料として再利用される。
The distillation lines (25), (26), and (27) shown in FIGS. 3 and 4 are respectively a first polycondensation reaction tank (L), a second polycondensation reaction tank (M), and a third polycondensation reaction. It is a vent line of a tank (N). The distillate distilled from the polycondensation reaction tanks (L), (M), and (N), respectively, is a separator (g) having a cooling function via the distillation lines (25), (26), and (27), In (h) and (i), the liquid component and the gas component are separated and the liquid component is supplied to the esterification reaction tank (E) through the recovery line (48) and the supply line (24), or into the slurry preparation tank through the raw material supply line. Can be returned.
The gas component is condensed in wet capacitors (a), (b), and (c) attached to each reactor. The condensed distillate is stored in the tanks (d), (e), and (f), and is sent to the wet condenser again as a circulation BD to be used as a spray liquid for condensing the distillate. Since the distillate contains water and THF produced by the reaction, CM and other oligomers entrained by droplets, the supply lines (42), (43) are used for the purpose of avoiding pressure loss and blockage in the wet condenser. BD can be additionally added through (44). In the tank (f) to which BD is additionally added from the supply line (42), the liquid level is kept constant. Therefore, the distillate extracted in the overflow form from the extraction line (41) is sent to the circulation line (37). And used as a spray for the wet condenser (b). Similarly, in order to make the liquid level constant in the tank (e), the distillate extracted in the overflow form from the extraction line (40) is sent to the circulation line (36) and sprayed from the wet condenser (a). Used as a liquid. The distillate withdrawn from the tank (d) in an overflow form is recycled as a slurry preparation or esterification reaction raw material through a draw line (39).
<ポリエステル>
本発明で得られるポリエステルのMVR(測定法は実施例に記載)は、上限が30(cm3/10分)であることが好ましく、特に好ましくは、10(cm3/10分)である。下限は0.1(cm3/10分)が好ましく、更に好ましくは0.3(cm3/10分)
であり特に好ましくは0.5(cm3/10分)である。固有粘度が上限超過であると、成形品にしたとき 十分な機械強度が得にくい。固有粘度が下限未満であると、成形時に溶融粘度が高く成形しにくい。本発明のポリエステルの末端カルボキシル基量は通常80(当量/トン)以下であり、好ましくは60(当量/トン)以下、更に好ましくは40(当量/トン)以下、特に好ましくは25(当量/トン)以下である。下限は低いほど熱安定性、耐加水分解性がよいが、通常5(当量/トン)である。上限を超えると、熱安定性が悪く成形時などに熱分解が多くなる。
<Polyester>
MVR of polyester obtained in the present invention (measurement method described in the Examples) is preferably the upper limit is 30 (cm 3/10 min), particularly preferably from 10 (cm 3/10 min). The lower limit is preferably 0.1 (cm 3/10 min), more preferably 0.3 (cm 3/10 min)
By and particularly preferably 0.5 (cm 3/10 min). When the intrinsic viscosity exceeds the upper limit, it is difficult to obtain sufficient mechanical strength when formed into a molded product. When the intrinsic viscosity is less than the lower limit, the melt viscosity is high during molding and molding is difficult. The amount of terminal carboxyl groups of the polyester of the present invention is usually 80 (equivalent / ton) or less, preferably 60 (equivalent / ton) or less, more preferably 40 (equivalent / ton) or less, particularly preferably 25 (equivalent / ton). ) The lower the lower limit, the better the thermal stability and hydrolysis resistance, but it is usually 5 (equivalent / ton). If the upper limit is exceeded, the thermal stability is poor and thermal decomposition increases during molding.
本発明で得られるポリエステルの平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することが可能であって、ポリスチレンを標準物質とした重量平均分子量が、通常10,000以上1,000,000以下であるが、成形性と機械強度の点において有利なため、好ましくは20,000以上500,000以下、より好ましくは50,000以上400,000以下である。 The average molecular weight of the polyester obtained in the present invention can be measured by gel permeation chromatography (GPC), and the weight average molecular weight using polystyrene as a standard substance is usually 10,000 to 1,000,000. Although it is below, since it is advantageous in terms of moldability and mechanical strength, it is preferably 20,000 or more and 500,000 or less, more preferably 50,000 or more and 400,000 or less.
本発明で得られるポリエステルは、環状二量体化合物を含むことがある。ポリエステルの環状二量体化合物の含有量は、通常4,000ppm乃至10,000重量ppmであり、必要に応じて溶剤による抽出などにより含有量を低減させることが可能である。環状二量体化合物の含有量が多いと、ポリエステル成形後一定期間放置した場合、その表面に曇り(ブリードアウト、白化現象と同義)が生じて表面光沢が消失するなどの不具合を生じる場合がある。 The polyester obtained in the present invention may contain a cyclic dimer compound. The content of the cyclic dimer compound of polyester is usually from 4,000 ppm to 10,000 ppm by weight, and the content can be reduced by extraction with a solvent, if necessary. If the content of the cyclic dimer compound is large, if the polyester is molded for a certain period after molding, it may cause problems such as cloudiness (synonymous with bleed out and whitening) on the surface and loss of surface gloss. .
<ポリエステル組成物>
本発明のポリエステルに、芳香族−脂肪族共重合ポリエステル、および脂肪族オキシカルボン酸等を配合させてもよい。更に必要に応じて用いられるカルボジイミド化合物、充填材、可塑剤以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で他の生分解性樹脂、例えば、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロースエステル等や、澱粉、セルロース、紙、木粉、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、クルミ殻粉末等の動物/植物物質微粉末、あるいはこれらの混合物を配合することができる。更に、成形体の物性や加工性を調整する目的で、熱安定剤、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、無機フィラー、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤、改質剤、架橋剤等を含有させてもよい。
<Polyester composition>
You may mix | blend aromatic-aliphatic copolymer polyester, aliphatic oxycarboxylic acid, etc. with the polyester of this invention. In addition to carbodiimide compounds, fillers, and plasticizers used as necessary, other biodegradable resins, such as polycaprolactone, polyamide, polyvinyl alcohol, cellulose ester, and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired, starch Cellulose, paper, wood powder, chitin / chitosan, animal / plant substance fine powder such as coconut shell powder, walnut shell powder, or a mixture thereof can be blended. Furthermore, additives such as heat stabilizers, plasticizers, lubricants, antiblocking agents, nucleating agents, inorganic fillers, colorants, pigments, ultraviolet absorbers, light stabilizers, etc., are used for the purpose of adjusting the physical properties and processability of the molded product. Further, a modifier, a crosslinking agent, etc. may be included.
本発明のポリエステル組成物の製造方法は、特に限定されないが、ブレンドした添加剤などと、ポリエステルの原料チップを同一の押出機で溶融混合する方法、各々別々の押出機で溶融させた後に混合する方法、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ニーダーブレンダー等の通常の混練機を用いて混練することによって混合する等が挙げられる。また、各々の原料チップを直接成形機に供給して組成物を調製すると同時に、その成形体を得ることも可能である。 The method for producing the polyester composition of the present invention is not particularly limited, but is a method in which the blended additive and the polyester raw material chips are melt-mixed in the same extruder, and each is melted in a separate extruder and then mixed. Examples thereof include mixing by kneading using a conventional kneader such as a method, a single screw extruder, a twin screw extruder, a Banbury mixer, a roll mixer, a Brabender plastograph, and a kneader blender. In addition, it is possible to obtain a molded body at the same time as preparing a composition by directly supplying each raw material chip to a molding machine.
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。
以下に本発明における分析方法を示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded.
The analysis method in the present invention is shown below.
<触媒溶液のpH分析>
東亜DKK社製自動滴定装置(AUT−301型)を用い、大気下でpH電極を液状触媒に浸して測定した。
<エステル化反応物の末端カルボキシル基濃度 当量/トン>
エステル化反応物試料0.3gをベンジルアルコール40mLに180℃で20分間加熱させ、10分間冷却した後、0.1mol・L―1のKOH/メタノール溶液で滴定し
て求めた値を当量/トンで表したものである。
<PH analysis of catalyst solution>
Using an automatic titrator (AUT-301 type) manufactured by Toa DKK, the pH electrode was immersed in a liquid catalyst and measured under the atmosphere.
<Terminal carboxyl group concentration of esterification reaction product equivalent / ton>
A sample of 0.3 g of the esterification reaction product was heated to 40 mL of benzyl alcohol at 180 ° C. for 20 minutes, cooled for 10 minutes, and then titrated with a 0.1 mol·L- 1 KOH / methanol solution to obtain an equivalent value / ton. It is represented by.
<エステル化率%>
以下の計算式(1)によって酸価およびケン化価から算出した。酸価は、エステル化反応物の末端カルボキシル基濃度を用いた。ケン化価は0.5NのKOH/エタノール溶液でエステル化反応物を加水分解し、0.5Nの塩酸で滴定し求めた。
エステル化率(%)=((ケン化価−酸価)/ケン化価)×100 式(1)
<Esterification rate%>
It calculated from the acid value and the saponification value by the following calculation formula (1). As the acid value, the terminal carboxyl group concentration of the esterification reaction product was used. The saponification value was determined by hydrolyzing the esterification reaction product with a 0.5N KOH / ethanol solution and titrating with 0.5N hydrochloric acid.
Esterification rate (%) = ((saponification value−acid value) / saponification value) × 100 Formula (1)
<固有粘度(IV)dL/g>
ウベローデ型粘度計を使用し次の要領で求めた。すなわち、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃において、濃度0.5g/dLのポリエステル試料溶液および溶媒のみの落下秒数を測定し、以下の式(2)より求めた。
<Intrinsic viscosity (IV) dL / g>
It calculated | required in the following way using the Ubbelohde type viscometer. That is, using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (
IV=((1+4KHηsp)0.5−1)/(2KHC) 式(2) IV = ((1 + 4KHηsp) 0.5-1) / (2KHC) Formula (2)
ここで、 ηsp=η/η0−1 であり、ηは試料溶液の落下秒数、η0は溶媒のみの落
下秒数、Cは試料溶液濃度(g/dL)、KHはハギンズの定数である。KHは0.33を採用した。
Here, ηsp = η / η 0 −1, η is the sample solution drop time, η 0 is the solvent drop time, C is the sample solution concentration (g / dL), and KH is the Huggins constant. . KH adopted 0.33.
<メルトボリュームフローレイト(MVR:cm3/10分)の測定>
溶融流動体積であるMVRは、タカラ工業製メルトインデクサーを用い、JIS−K7210(1999年)の方法に従って測定した。具体的には、80℃で12時間乾燥した脂肪族ポリエステルをメルトインデクサーに供することにより、MVRを測定した。メルトインデクサーの条件としては、190℃で荷重2.16kgで測定した単位時間当たりの溶融流動体積(cm3/10分)をMVRとした。
<Melt Volume Flow rate: Measurement of (
MVR which is a melt flow volume was measured according to the method of JIS-K7210 (1999) using a Takara Industries melt indexer. Specifically, MVR was measured by subjecting the aliphatic polyester dried at 80 ° C. for 12 hours to a melt indexer. The conditions for melt indexer, melt flow volume per unit of time measured by a load 2.16kg a (cm 3/10 min) was MVR at 190 ° C..
<ポリエステルの末端カルボキシル基濃度の測定:当量/トン>
ペレット状ポリエステルを粉砕した後、熱風乾燥機にて60℃で30分間乾燥させ、デシケーター内で室温まで冷却した試料から、0.1gを精秤して試験管に採取し、ベンジルアルコール3mLを加えて、乾燥窒素ガスを吹き込みながら195℃、3分間で溶解させ、次いで、クロロホルム5cm3を徐々に加えて室温まで冷却した。この溶液にフェノールレッド指示薬を1〜2滴加え、乾燥窒素ガスを吹き込みながら撹拌下に、0.1mol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液で滴定し、黄色から赤色に変じた時点で終了とした。また、ブランクとして、ポリエステル試料を加えずに同様の操作を実施し、以下の式(3)によって末端カルボキシル基量(以下、酸価またはAVを略記することがある。)を算出した。
<Measurement of terminal carboxyl group concentration of polyester: equivalent / ton>
After pulverizing the pelletized polyester, it was dried in a hot air dryer at 60 ° C. for 30 minutes, and 0.1 g was accurately weighed from a sample cooled to room temperature in a desiccator, and 3 mL of benzyl alcohol was added. The solution was dissolved at 195 ° C. for 3 minutes while blowing dry nitrogen gas, and then 5 cm 3 of chloroform was gradually added and cooled to room temperature. Add 1 to 2 drops of phenol red indicator to this solution and titrate with 0.1 mol·L −1 sodium benzyl alcohol solution with stirring while blowing dry nitrogen gas. Ended. Moreover, the same operation was implemented as a blank, without adding a polyester sample, and the amount of terminal carboxyl groups (Hereinafter, an acid value or AV may be abbreviated.) Was calculated by the following formula (3).
末端カルボキシル量(当量/トン)=(a−b)×0.1×f/w 式(3) Terminal carboxyl content (equivalent / ton) = (ab) × 0.1 × f / w Formula (3)
上記式(3)において、aは、滴定に要した0.1mol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の量(μL)、bは、ブランクでの滴定に要した0.1mol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の量(μL)、wはポリエステルの試料の量(g)、fは、0.1mol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の力価である。) なお、0.1mol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の力価(f)は以下の方法で求めた。試験管にメタノール5cm3を採取し、フェノールレッドのエタノール溶液の指示薬として1〜2滴加え、0.lmol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液0.4cm3で変色点まで滴定し、次いで力価既知の0.1mol・L―1の塩酸水溶液を標準液として0.2cm3採取して加え、再度、0.1mol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液で変色点まで滴定した(以上の操作は、乾燥窒素ガス吹き込み下で行った。)。
力価(f)は、以下の式(4)によって算出した。
In the above formula (3), a is the amount of 0.1 mol·L- 1 sodium benzyl alcohol solution of sodium hydroxide required for titration (μL), and b is 0.1 mol·L required for titration with a blank. -1 amount of sodium hydroxide in benzyl alcohol solution (μL), w is the amount of polyester sample (g), f is the titer of 0.1 mol·L −1 sodium hydroxide in benzyl alcohol solution . The titer (f) of a benzyl alcohol solution of 0.1 mol·L −1 sodium hydroxide was determined by the following method. Collect 5 cm 3 of methanol in a test tube and add 1-2 drops as an indicator of phenol red in ethanol solution. Titration to a discoloration point was performed with 0.4 cm 3 of a benzyl alcohol solution of 1 mol·L −1 sodium hydroxide, and then 0.2 cm 3 of 0.1 mol·L −1 hydrochloric acid aqueous solution having a known titer was taken as a standard solution. In addition, the solution was titrated again with a 0.1 mol·L −1 sodium hydroxide solution in benzyl alcohol to the discoloration point (the above operation was performed while blowing dry nitrogen gas).
The titer (f) was calculated by the following formula (4).
力価(f)=0.1mol・L―1の塩酸水溶液の力価×0.1Nの塩酸水溶液の採取量(μL)/0.1mol・L―1の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の滴定量(μL) 式(4) The titer (f) = 0.1mol · L titer × amount of collected aqueous hydrochloric acid 0.1N aqueous hydrochloric acid -1 ([mu] L) of sodium hydroxide /0.1mol · L -1 benzyl alcohol solution titration Amount (μL) Equation (4)
末端カルボキシル基濃度が低いほうがポリエステルの耐熱性、対加水分解性が良好である。 The lower the terminal carboxyl group concentration, the better the heat resistance and hydrolytic property of the polyester.
<カラーb値>
ペレット状ポリエステルを内径30mm、深さ12mmの円柱状の粉体測定用セルに充填し、測色色差計Z300A(日本電色工業(株))を使用して、JIS Z8730(2009年)の参考例1に記載されるLab表示系におけるハンターの色差式の色座標によるb値を、反射法により、測定セルを90度ずつ回転させて4箇所測定した値の単純平均値として求めた
<Color b value>
Reference to JIS Z8730 (2009) by filling pellet-shaped polyester into a cylindrical powder measurement cell having an inner diameter of 30 mm and a depth of 12 mm, and using a colorimetric color difference meter Z300A (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) The b value by the color coordinate of Hunter's color difference formula in the Lab display system described in Example 1 was obtained by a reflection method as a simple average of values measured by rotating the measurement cell by 90 degrees and measuring four positions.
<溶液ヘーズ%>
フェノール/テトラクロロエタン=3/2(重量比)の混合液20mLにポリエステル試料2.70gを入れ、110℃、30分間で溶解させた後、この溶液を30℃の恒温水槽で15分間冷却し、日本電色(株)製濁度計(NDH−300A)を使用して、光路長10mmのセルで溶液の濁度を測定し溶液ヘーズとした。値が低いほど透明性が良好であることを示す。
<Solution haze%>
2.70 g of a polyester sample was placed in 20 mL of a mixture of phenol / tetrachloroethane = 3/2 (weight ratio), dissolved in 110 ° C. for 30 minutes, and then cooled in a constant temperature water bath at 30 ° C. for 15 minutes. A turbidimeter (NDH-300A) manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. was used to measure the turbidity of the solution in a cell having an optical path length of 10 mm to obtain a solution haze. It shows that transparency is so favorable that a value is low.
<回収液中の水分濃度(重量%)>
留出液を精秤し、カールフィッシャー水分計にて水分μg量を測定し、1,4−ブタンジオール中および、重合留出液の回収液中の水分の重量の割合を求めた。
<Water concentration (% by weight) in the collected liquid>
The distillate was precisely weighed, the amount of water μg was measured with a Karl Fischer moisture meter, and the ratio of the weight of water in 1,4-butanediol and in the recovered liquid of the polymerization distillate was determined.
<1,4−ブタンジオール及び、回収液中のHBTF含量の測定>
1,4−ブタンジオール及び、回収液中のHBTF濃度(重量%)は、ガスクロマトグラフィー(GC)及び、水分測定を組み合わせて求めた。
GCにより、有機成分を修正面積百分率法で定量し、先に求めた水分と有機成分の和が100%になるように有機成分を再計算し、HBTFの濃度を算出した。有機成分の再計算には、1,4−ブタンジオールの補正係数を基準(1.000)とした有効炭素数を用いて求めた。HBTFの補正係数には0.9228を使用した。
<Measurement of 1,4-butanediol and HBTF content in recovered liquid>
The 1,4-butanediol and the HBTF concentration (% by weight) in the recovered liquid were determined by combining gas chromatography (GC) and moisture measurement.
The organic component was quantified by the modified area percentage method using GC, and the organic component was recalculated so that the sum of the moisture and the organic component obtained previously was 100%, and the concentration of HBTF was calculated. For recalculation of the organic component, it was determined using the effective carbon number based on the correction coefficient of 1,4-butanediol as the standard (1.000). 0.9228 was used as the correction factor for HBTF.
装置は、GC−14B(島津製作所社製)(スプリット比:1/90、RANGE:101)を、カラムはJ&W社製のDB−WAX(内径:0.32mm、長さ:60m、膜圧:0.5μm)を使用した。注入部および検出器温度は240℃、カラム温度は90℃から230℃まで7℃/minで昇温後、230℃で20分保持した。キャリヤガスには窒素(1mL/min)を用いた。
<CM(環状一量体)含量の測定>
回収液中のCM濃度(重量%)は、HBTF含量の測定同様、ガスクロマトグラフィー(GC)及び、水分測定を組み合わせて求めた。GCより求めた1,4−ブタンジオール、テトラヒドロフラン、HBTFの濃度及び、水分測定より求めた水分量を100%から差し引いた値をCM濃度とした。GCはHBTF含量と同条件で行い、テトラヒドロフランの補正係数には0.7476を使用した。
<リサイクル率>
原料調製工程及び、エステル化反応工程に供給される全脂肪族ジオール量に対する、回収タンク(p)内の回収液の使用割合をリサイクル率として算出した。
The apparatus is GC-14B (manufactured by Shimadzu Corporation) (split ratio: 1/90, RANGE: 10 1 ), and the column is DB-WAX (inner diameter: 0.32 mm, length: 60 m, membrane pressure) manufactured by J & W. : 0.5 μm). The temperature of the injection section and detector was 240 ° C., the column temperature was raised from 90 ° C. to 230 ° C. at 7 ° C./min, and then maintained at 230 ° C. for 20 minutes. Nitrogen (1 mL / min) was used as the carrier gas.
<Measurement of CM (cyclic monomer) content>
The CM concentration (% by weight) in the recovered liquid was determined by combining gas chromatography (GC) and moisture measurement as in the measurement of the HBTF content. The concentration of 1,4-butanediol, tetrahydrofuran and HBTF determined from GC and the value obtained by subtracting the amount of water determined from moisture measurement from 100% was taken as the CM concentration. The GC was performed under the same conditions as the HBTF content, and 0.7476 was used as the correction factor for tetrahydrofuran.
<Recycling rate>
The usage rate of the recovered liquid in the recovery tank (p) with respect to the total aliphatic diol amount supplied to the raw material preparation step and the esterification reaction step was calculated as the recycle rate.
[実施例1]
[重縮合用触媒の調製]
撹拌装置付きのガラス製ナス型フラスコに酢酸マグネシウム・4水和物を100重量部入れ、更に1500重量部の無水エタノール(純度99重量%以上)を加えた。更にエチルアシッドホスフェート(モノエステル体とジエステル体の混合重量比は45:55)を130.8重量部加え、23℃で撹拌を行った。15分後に酢酸マグネシウムが完全に溶解したことを確認後、テトラ−n−ブチルチタネートを529.5重量部添加した。更に10分間撹拌を継続し、均一混合溶液を得た。この混合溶液を、ナス型フラスコに移し、60℃のオイルバス中でエバポレーターによって減圧下で濃縮を行った。1時間後に殆どのエタノールが留去され、半透明の粘稠な液体を得た。オイルバスの温度を更に80℃まで上昇させ、5Torrの減圧下で更に濃縮を行い粘稠な液体を得た。この液体状の触媒を、1,4−ブタンジオールに溶解させ、チタン原子含有量が3.5重量%となるよう調製した。1,4−ブタンジオール中における保存安定性は良好であり、窒素雰囲気下40℃で保存した触媒溶液は少なくとも40日間析出物の生成は認められなかった。また、この触媒溶液のpHは6.3であった。
[Example 1]
[Preparation of catalyst for polycondensation]
100 parts by weight of magnesium acetate tetrahydrate was placed in a glass eggplant-shaped flask equipped with a stirrer, and 1500 parts by weight of absolute ethanol (purity 99% by weight or more) was further added. Furthermore, 130.8 parts by weight of ethyl acid phosphate (mixing weight ratio of monoester and diester was 45:55) was added and stirred at 23 ° C. After confirming that magnesium acetate was completely dissolved after 15 minutes, 529.5 parts by weight of tetra-n-butyl titanate was added. Stirring was further continued for 10 minutes to obtain a uniform mixed solution. This mixed solution was transferred to an eggplant-shaped flask and concentrated under reduced pressure by an evaporator in an oil bath at 60 ° C. After 1 hour, most of ethanol was distilled off to obtain a translucent viscous liquid. The temperature of the oil bath was further raised to 80 ° C., and further concentrated under a reduced pressure of 5 Torr to obtain a viscous liquid. This liquid catalyst was dissolved in 1,4-butanediol to prepare a titanium atom content of 3.5% by weight. The storage stability in 1,4-butanediol was good, and the catalyst solution stored at 40 ° C. under a nitrogen atmosphere did not show the formation of precipitates for at least 40 days. The catalyst solution had a pH of 6.3.
[脂肪族ポリエステルの製造]
図1に示す原料調製工程、図2に示すエステル化工程、図3に示す重縮合工程と図4に示す留出物回収工程により、以下のようにして脂肪族ポリエステルを製造した。先ず、リンゴ酸を0.18重量%含有したコハク酸1.00モルに対して、HBTFを0.15wt%含有した三菱化学製1,4−ブタンジオールを1.30モルおよびリンゴ酸を総量0.0028モルの割合となるように混合した50℃のスラリーをスラリー調製槽(A)にて調整しこのスラリーをスラリー抜出しライン(4)、ポンプ(C)、スラリー供給ライン(6)を経由してスラリー貯槽(B)に移送しスラリー貯槽(B)からスラリー供給ライン(9)を通じ、予め、窒素雰囲気下エステル化率99重量%の脂肪族ポリエステル低分子量体(エステル化反応物)を充填した攪拌機を有するエステル化反応槽(E)に、58.8kg/hとなる様に連続的に供給した。
[Production of aliphatic polyester]
An aliphatic polyester was produced by the raw material preparation step shown in FIG. 1, the esterification step shown in FIG. 2, the polycondensation step shown in FIG. 3, and the distillate recovery step shown in FIG. First, with respect to 1.00 mol of succinic acid containing 0.18% by weight of malic acid, 1.30 mol of 1,4-butanediol containing 0.15 wt% of HBTF and a total amount of malic acid of 0 The slurry at 50 ° C. mixed so as to have a ratio of .0028 mol was adjusted in the slurry preparation tank (A), and this slurry was passed through the slurry extraction line (4), the pump (C), and the slurry supply line (6). Then, it was transferred to the slurry storage tank (B), and was charged in advance from the slurry storage tank (B) through the slurry supply line (9) with an aliphatic polyester low molecular weight substance (esterification reaction product) having an esterification rate of 99% by weight in a nitrogen atmosphere. It supplied continuously to the esterification reaction tank (E) which has a stirrer so that it might become 58.8 kg / h.
エステル化反応槽(E)を内温230℃、圧力101kPaとし、生成する水、テトラヒドロフランおよび余剰の1,4−ブタンジオールなどを、留出ライン(13)から留出させ、精留塔(F)で高沸成分と低沸成分とに分離した。系が安定した後の塔底の高沸成分は精留塔(F)の液面が一定になる様に、抜出ライン(23)を通じて、その一部を外部に抜き出した。一方、水とテトラヒドロフランを主体とする低沸成分は、塔頂よりガスの形態で抜き出し、コンデンサ(G)で凝縮させ、タンク(H)の液面が一定になる様に、抜出ライン(19)より外部に抜き出した。同時に、BD再循環ライン(22)より100℃の精留塔(F)の塔底成分(98重量%以上が1,4−ブタンジオール)全量を、また、供給ライン(24)より、エステル化反応槽で発生したテトラヒドロフランと等モルの1,4−ブタンジオール2.2kg/hrを併せて供給し、エステル化反応槽内のコハク酸に対する1,4−ブタンジオールモル比が1.30となるように調整した。供給量は、再循環ライン(22)と供給ライン(24)合わせて6.3kg/hであった。
The esterification reaction vessel (E) is set to an internal temperature of 230 ° C. and a pressure of 101 kPa, and water, tetrahydrofuran,
エステル化反応槽(E)で生成したエステル化反応物は、ポンプ(I)を使用し、エステル化反応物の抜出ライン(12)から連続的に抜き出し、エステル化反応槽(E)内液のコハク酸ユニット換算での平均滞留時間が4.4時間になる様に液面を制御した。抜出ライン(12)から抜き出したエステル化反応物は、第1重縮合反応槽(L)に連続的に供給した。系が安定した後、エステル化反応槽(E)の出口で採取したエステル化反応物のエステル化率は93.4%であり末端カルボキシル濃度は643当量/トンであった。
予め前述手法で調製した触媒溶液を、触媒調製槽において、チタン原子としての濃度が0.1重量%となる様に、1,4−ブタンジオールで希釈した触媒溶液を調製した後、供給ライン(29)を通じて、2.2kg/hで連続的にエステル化反応物の抜出ライン(
12)に供給した(触媒は反応液の液相に添加された)。供給量は運転期間中安定していた。
The esterification reaction product produced in the esterification reaction tank (E) is continuously extracted from the esterification reaction product extraction line (12) using the pump (I), and the liquid in the esterification reaction tank (E). The liquid level was controlled so that the average residence time in terms of succinic acid unit was 4.4 hours. The esterification reaction product extracted from the extraction line (12) was continuously supplied to the first polycondensation reaction tank (L). After the system was stabilized, the esterification rate of the esterification reaction product collected at the outlet of the esterification reaction vessel (E) was 93.4%, and the terminal carboxyl concentration was 643 equivalent / ton.
After preparing the catalyst solution prepared in advance by the above-mentioned method in a catalyst preparation tank so that the concentration as titanium atom is 0.1% by weight, the catalyst solution is diluted with 1,4-butanediol, 29) through the esterification reaction product extraction line continuously at 2.2 kg / h (
12) (the catalyst was added to the liquid phase of the reaction solution). The supply was stable during the operation period.
第一重縮合反応槽(L)の内温は240℃、圧力2.7kPaとし、滞留時間が120分間になる様に、液面制御を行った。減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(25)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオール、CMを抜き出しながら、初期重縮合反応を行った。抜き出した反応液は、第二重縮合反応器(M)に連続的に供給した。 The internal temperature of the first polycondensation reaction tank (L) was 240 ° C., the pressure was 2.7 kPa, and the liquid level was controlled so that the residence time was 120 minutes. An initial polycondensation reaction was performed while extracting water, tetrahydrofuran, 1,4-butanediol, and CM from a vent line (25) connected to a decompressor (not shown). The extracted reaction liquid was continuously supplied to the second double condensation reactor (M).
第二重縮合反応器(M)の内温は245℃、圧力400Paとし、減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(26)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオール、CMを抜き出しながら、更に重縮合反応を進めた。滞留時間は150分であった。得られたポリエステルは、抜出用ギヤポンプ(P)により抜出ライン(31)を経由し、第3重縮合反応器(N)に連続的に供給した。第3重縮合反応器(N)の内温は245℃、圧力は130Paとし、滞留時間が180分間になる様に、液面制御を行い、減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(27)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオール、CMを抜き出しながら、更に、重縮合反応を進めた。得られたポリエステルは、ポリマーフィルター(U)を経由後、ダイスヘッド(V)からストランド状に連続的に抜き出し、回転式カッター(W)でカッティングしペレットとした。 The internal temperature of the second double condensation reactor (M) was 245 ° C., the pressure was 400 Pa, and water, tetrahydrofuran, 1,4-butanediol, CM from a vent line (26) connected to a decompressor (not shown). The polycondensation reaction was further advanced while extracting the water. The residence time was 150 minutes. The obtained polyester was continuously supplied to the third polycondensation reactor (N) via the extraction line (31) by the extraction gear pump (P). The third polycondensation reactor (N) has an internal temperature of 245 ° C., a pressure of 130 Pa, a liquid level controlled so that the residence time is 180 minutes, and a vent line connected to a decompressor (not shown). While extracting water, tetrahydrofuran, 1,4-butanediol, and CM from (27), the polycondensation reaction was further advanced. The obtained polyester passed through the polymer filter (U), and then was continuously extracted in a strand form from the die head (V) and cut with a rotary cutter (W) to obtain pellets.
<重合留出液の回収>
HBTFを0.15重量%含有したBDを、供給ライン(42)より17.7kg/hrで循環ライン(38)へ連続的に供給し、ベントライン(27)より抜き出される留出物を湿式コンデンサ(c)で凝縮させた。タンク(f)のオーバーフロー液は、抜き出しライン(41)を通じて循環ライン(37)へ連続的に供給し、ベントライン(26)より抜き出される留出物を湿式コンデンサ(b)で凝縮させた。同様に、タンク(e)のオーバーフロー液は、抜き出しライン(40)を通じて循環ライン(36)へ連続的に供給し、ベントライン(25)より抜き出される留出物を湿式コンデンサ(a)で凝縮させた。タンク(d)のオーバーフロー液は、抜き出しライン(39)を通じて、30.7kg/hrで回収タンク(p)へ送られた。このとき、回収液中のBGTFは0.16重量%、CMは3.0重量%であった。回収液はリサイクル率50%(スラリー調製に必要な1,4−ブタンジオールの50%相当に回収液を再利用する)となるように、回収ライン(49)を通じて、原料供給ライン(3)よりスラリー調製槽(A)に供給した。重合留出液の回収を初めてから7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.18重量%、CMは5.0重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。なお、湿式コンデンサの閉塞の状況については、閉塞が全く起こっていないものを「○」とし、部分的にではあるが閉塞が生じているものを「△」、閉塞しているものを「×」として記載した。以下の実施例および比較例においても同様である。
<Recovery of polymerization distillate>
BD containing 0.15% by weight of HBTF is continuously supplied from the supply line (42) to the circulation line (38) at 17.7 kg / hr, and the distillate extracted from the vent line (27) is wet. It was condensed with a condenser (c). The overflow liquid in the tank (f) was continuously supplied to the circulation line (37) through the extraction line (41), and the distillate extracted from the vent line (26) was condensed in the wet condenser (b). Similarly, the overflow liquid in the tank (e) is continuously supplied to the circulation line (36) through the extraction line (40), and the distillate extracted from the vent line (25) is condensed in the wet condenser (a). I let you. The overflow liquid in the tank (d) was sent to the recovery tank (p) at 30.7 kg / hr through the extraction line (39). At this time, BGTF in the recovered solution was 0.16% by weight and CM was 3.0% by weight. From the raw material supply line (3) through the recovery line (49) so that the recovered liquid has a recycling rate of 50% (the recovered liquid is reused corresponding to 50% of 1,4-butanediol necessary for slurry preparation). It supplied to the slurry preparation tank (A). The HBTF in the recovered liquid after the continuous operation for 7 days from the beginning of the recovery of the polymerization distillate was 0.18% by weight, and the CM was 5.0% by weight. Table 1 shows the results of the physical properties of the obtained aliphatic polyester and the state of blockage of the wet capacitor. In addition, regarding the state of blockage of the wet capacitor, “O” indicates that no blockage occurred, “△” indicates partial blockage, and “X” indicates blockage. As described. The same applies to the following examples and comparative examples.
[実施例2]
回収液を回収ライン(49)を通じて、原料供給ライン(3)よりスラリー調製槽(A)に29.3kg/hrで連続的に供給した以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.48重量%、CMは14.9重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Example 2]
An aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that the recovered liquid was continuously supplied from the raw material supply line (3) to the slurry preparation tank (A) at 29.3 kg / hr through the recovery line (49). . The HBTF in the recovered liquid after 7 days of continuous operation was 0.48% by weight and CM was 14.9% by weight. Table 1 shows the results of the physical properties of the obtained aliphatic polyester and the state of blockage of the wet capacitor.
[実施例3]
HBTFを0.20wt%含有した三菱化学製1,4−ブタンジオールを使用し、コハク酸1.00モルに対して1.50倍モルのスラリーを調製し、かつ、回収液はリサイク
ル率100%となるように、回収ライン(49)を通じて、原料供給ライン(3)よりスラリー調製槽(A)に供給した以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.63重量%、CMは12.4重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Example 3]
Using 1.4-butanediol made by Mitsubishi Chemical containing 0.20 wt% of HBTF, a 1.50-fold mole of slurry is prepared with respect to 1.00 mole of succinic acid, and the recovered liquid has a recycling rate of 100%. Thus, an aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was supplied from the raw material supply line (3) to the slurry preparation tank (A) through the recovery line (49). After the continuous operation for 7 days, HBTF in the collected liquid was 0.63% by weight and CM was 12.4% by weight. Table 1 shows the results of the physical properties of the obtained aliphatic polyester and the state of blockage of the wet capacitor.
[実施例4]
HBTFを0.07wt%含有した南亜製1,4−ブタンジオールを使用し、回収液はリサイクル率100%となるように、回収ライン(49)を通じて、原料供給ライン(3)よりスラリー調製槽(A)に供給した以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.22重量%、CMは9.9重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Example 4]
A slurry preparation tank from the raw material supply line (3) through the recovery line (49) so that 1,4-butanediol made by Nanya containing 0.07 wt% of HBTF is used and the recovery rate is 100%. An aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was supplied to (A). The HBTF in the collected liquid after 7 days of continuous operation was 0.22% by weight and CM was 9.9% by weight. Table 1 shows the results of the physical properties of the obtained aliphatic polyester and the state of blockage of the wet capacitor.
[実施例5]
HBTFを0.01wt%含有したBASF製1,4−ブタンジオールを使用し、回収液はリサイクル率100%となるように、回収ライン(49)を通じて、原料供給ライン(3)よりスラリー調製槽(A)に供給した以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.03重量%、CMは7.4重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Example 5]
Using
[比較例1]
回収液をスラリー調製用の原料として再利用しなかったこと以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中の得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
An aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that the recovered liquid was not reused as a raw material for slurry preparation. Table 1 shows the physical properties of the obtained aliphatic polyester in the collected liquid after 7 days of continuous operation and the results of the condition of the clogging of the wet capacitor.
[比較例2]
HBTFを0.20wt%含有した三菱化学製1,4−ブタンジオールを使用し、回収液はリサイクル率100%となるように、回収液を回収ライン(49)を通じて、原料供給ライン(3)よりスラリー調製槽(A)に供給した以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.63重量%、CMは17.3重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
Using 1,4-butanediol made by Mitsubishi Chemical containing 0.20 wt% of HBTF and collecting the recovered liquid from the raw material supply line (3) through the recovery line (49) so that the recovered liquid has a recycling rate of 100%. An aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that the slurry was supplied to the slurry preparation tank (A). After 7 days of continuous operation, HBTF in the collected liquid was 0.63% by weight and CM was 17.3% by weight. Table 1 shows the results of the physical properties of the obtained aliphatic polyester and the state of blockage of the wet capacitor.
[比較例3]
HBTFを0.07wt%含有した南亜製1,4−ブタンジオールを使用し、コハク酸1.00モルに対して1.20倍モルのスラリーを調製し、かつ、回収液はリサイクル率100%となるように、回収ライン(49)を通じて、原料供給ライン(3)よりスラリー調製槽(A)に供給した以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.22重量%、CMは17.3重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
Using 1,4-butanediol made by Nanya, containing 0.07 wt% of HBTF, a slurry of 1.20 times mol with respect to 1.00 mol of succinic acid was prepared, and the recovered liquid had a recycling rate of 100% Thus, an aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was supplied from the raw material supply line (3) to the slurry preparation tank (A) through the recovery line (49). After 7 days of continuous operation, HBTF in the collected liquid was 0.22% by weight and CM was 17.3% by weight. Table 1 shows the results of the physical properties of the obtained aliphatic polyester and the state of blockage of the wet capacitor.
[比較例4]
HBTFを0.01wt%含有したBASF製1,4−ブタンジオールを使用し、回収液をスラリー調製用の原料として再利用しなかったこと以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
An aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that
[実施例6]
130℃に加温された分離器(g、h、i)に捕集されたCMを含んだ低分子量成分を、130℃に加温された回収ライン(48)を通じて、供給ライン(24)よりエステル化反応槽(E)に0.45kg/hrで供給した以外は実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルを得た。7日間連続運転経過後の回収液中のHBTFは0.16重量%、CMは5.9重量%であった。得られた脂肪族ポリエステルの物性および、湿式コンデンサの閉塞の状況についての結果を表1に示す。
[Example 6]
A low molecular weight component containing CM collected in a separator (g, h, i) heated to 130 ° C. is supplied from a supply line (24) through a recovery line (48) heated to 130 ° C. An aliphatic polyester was obtained in the same manner as in Example 1 except that the esterification reaction tank (E) was supplied at 0.45 kg / hr. After 7 days of continuous operation, HBTF in the collected liquid was 0.16% by weight and CM was 5.9% by weight. Table 1 shows the results of the physical properties of the obtained aliphatic polyester and the state of blockage of the wet capacitor.
本発明のポリエステルの製造方法によれば、工業的に有利にかつ効率的な製造方法で、
色調良好で、高重合度のポリエステルを効率的に製造することができる。
According to the method for producing a polyester of the present invention, an industrially advantageous and efficient production method,
A polyester having a good color tone and a high degree of polymerization can be produced efficiently.
A:スラリー調製槽
B:スラリー貯槽
C:ポンプ
D:ポンプ
E:エステル化反応槽
F:精留塔
G:コンデンサ
H:タンク
I:抜き出しポンプ
J、K:ポンプ
L:第一重縮合反応槽
M:第二重縮合反応槽
N:第三重縮合反応槽
O、P、Q:抜き出しギヤポンプ
R、S,T,U:フィルター
V:ダイスヘッド
W:回転式カッター
1:原料供給ライン
2:原料供給ライン
3:原料供給ライン
4:スラリー抜き出しライン
5:スラリー循環ライン
6:スラリー供給ライン
7:スラリー抜き出しライン
8:スラリー循環ライン
9:スラリー供給ライン
10:原料供給ライン
11:供給ライン
12:エステル化反応物の抜き出しライン
13:留出ライン
14:ガス抜き出しライン
15:ベントライン
16:凝縮液ライン
17:抜き出しライン
18:循環ライン
19:抜き出しライン
20:抜き出しライン
21:循環ライン
22:BD再循環ライン
23:抜き出しライン
24:供給ライン
25、26、27:留出ライン
28:供給ライン
29:触媒供給ライン
30、31、32:重縮合反応物抜き出しライン
33、34、35:凝縮ライン
36、37、38:循環ライン
39、40、41:抜き出しライン
42、43、44:供給ライン
45、46、47:ベントライン
48,49:回収ライン
50:廃棄ライン
a、b、c:湿式コンデンサ
d、e、f、p:タンク
g、h、i:分離器
j、k、l:熱交換器
m、n、o:ポンプ
A: Slurry preparation tank
B: Slurry storage tank
C: Pump D: Pump
E: Esterification reaction tank
F: Rectification tower
G: Capacitor H: Tank
I: Extraction pump
J, K: Pump
L: First polycondensation reaction tank
M: Second double condensation reactor
N: Third triple condensation reactor
O, P, Q: Extraction gear pump
R, S, T, U: Filter
V: Dice head
W: Rotary cutter
1: Raw material supply line
2: Raw material supply line
3: Raw material supply line
4: Slurry extraction line
5: Slurry circulation line
6: Slurry supply line
7: Slurry extraction line
8: Slurry circulation line
9: Slurry supply line
10: Raw material supply line
11: Supply line
12: Extraction line for esterification reaction product
13: Distillation line
14: Degassing line
15: Vent line
16: Condensate line
17: Extraction line
18: Circulation line
19: Extraction line
20: Extraction line
21: Circulation line
22: BD recirculation line
23: Extraction line
24: Supply line
25, 26, 27: Distillation line
28: Supply line
29: Catalyst supply line
30, 31, 32: Polycondensation reaction product extraction line
33, 34, 35: Condensation lines 36, 37, 38:
Claims (5)
5重量%以下の量の2−(4’−ヒドロキシブトキシ)テトラヒドロフランを含有する、請求項1に記載の脂肪族ポリエステルの製造方法。 The aliphatic diol contains 1,4-butanediol and is 0.1% by weight or more and 0.1% by weight or more based on the total amount of 1,4-butanediol supplied to the raw material preparation step and the esterification step.
The method for producing an aliphatic polyester according to claim 1, comprising 2- (4'-hydroxybutoxy) tetrahydrofuran in an amount of 5% by weight or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011181750A JP5729217B2 (en) | 2011-08-23 | 2011-08-23 | Method for producing aliphatic polyester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011181750A JP5729217B2 (en) | 2011-08-23 | 2011-08-23 | Method for producing aliphatic polyester |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013043924A JP2013043924A (en) | 2013-03-04 |
JP5729217B2 true JP5729217B2 (en) | 2015-06-03 |
Family
ID=48008082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011181750A Active JP5729217B2 (en) | 2011-08-23 | 2011-08-23 | Method for producing aliphatic polyester |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5729217B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102165380B1 (en) | 2012-12-26 | 2020-10-14 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | Polycarbonate diol and polyurethane using same |
JP6544889B2 (en) * | 2013-04-22 | 2019-07-17 | 三菱ケミカル株式会社 | Polycarbonate diol, method for producing the same and polyurethane using the same |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10279677A (en) * | 1997-04-08 | 1998-10-20 | Toray Ind Inc | Production of polyester |
JP4306038B2 (en) * | 1999-08-12 | 2009-07-29 | 東レ株式会社 | Process for producing polybutylene terephthalate |
JP4457654B2 (en) * | 2003-12-03 | 2010-04-28 | 三菱化学株式会社 | Method for producing aliphatic polyester |
JP2006016544A (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | Method for ring opening of cyclic monomer or cyclic oligomer |
JP2010195989A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Mitsubishi Chemicals Corp | Manufacturing method of aliphatic polyester |
JP2011174012A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Nippon Ester Co Ltd | Method for producing copolyester |
-
2011
- 2011-08-23 JP JP2011181750A patent/JP5729217B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013043924A (en) | 2013-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8344093B2 (en) | Production method of aliphatic polyester | |
US8680229B2 (en) | Method for producing polyester | |
EP2894182B1 (en) | Method for continuously preparing biodegradable aliphatic/aromatic polyester copolymer | |
JP5121125B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
WO2009084443A1 (en) | Method for producing aliphatic polyester | |
JP2018150453A (en) | Manufacturing method of polybutylene succinate | |
JP5200531B2 (en) | Method for producing aliphatic polyester | |
CN104350083B (en) | The manufacture method of polyester resin | |
JP2012144744A (en) | Method for producing aliphatic polyester | |
JP5428425B2 (en) | Polyester manufacturing method | |
JP5729217B2 (en) | Method for producing aliphatic polyester | |
JP2010195989A (en) | Manufacturing method of aliphatic polyester | |
JP5127118B2 (en) | Polybutylene terephthalate film and sheet, and production method thereof | |
JP4725028B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
JP5412893B2 (en) | Polyester manufacturing method | |
JP5678667B2 (en) | Method for producing aliphatic polyester | |
JP3904536B2 (en) | Method for producing polybutylene terephthalate | |
JP4725029B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
JP4725027B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
JP2018145413A (en) | Production method of aliphatic aromatic polyester | |
JP2018145220A (en) | Method of producing aliphatic polyester | |
JP6241380B2 (en) | 1,4-butanediol, method for producing polyester using 1,4-butanediol, and method for storing 1,4-butanediol | |
WO2024071363A1 (en) | Method for producing polyester | |
JP2006199870A (en) | Polyester polycondensation catalyst, method for producing the same and method for producing polyester resin using the polycondensation catalyst | |
JP2005105262A (en) | Polybutylene terephthalate and method for producing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140312 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140805 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141002 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150310 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5729217 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |