JPS6088029A - 内部粒子含有ポリエステルの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は内部粒子含有ポリエステルの製造法に関し、詳
細にはホ“す１ステルの製膜工程でポリマー中に徽細な
不溶性粒子を菌濃度で析出させることにより、最終製品
たる繊維やフィルムの表面に微細な門凸を高密度で形成
さゼることができ、かつ内部粒子に基因する壮大異物、
すなわちフィッシュアイ成分が少いポリエステルの製造
法に関するものである。 本発明で得られた内部粒子含有ポリニスデルはフィッシ
ュアイ＋＆分が少いので、糺維用）Ｂｊ　ｆ’ｌとして
用いる場合は紡糸工程や延撚工程での糸切れが少くなり
、フィルム用原料として用いる場合は延伸工程での破断
が少くムリ、また紡糸工程や製膜工程でのポリマーフィ
ルターの詰りか減少する等の工程通過性が向上し経済的
に大きな効ＪＪ：をもたらす。 フィルム用原料として用いた場合は異物景が少くなるの
で、たとえば磁気テープ用ベースフィルムとしＣ用いる
場合には異物にＪ：る磁気記録信号の欠落、すなわちド
ロップアウト欠点が少くなる等の品質の向−ヒ効果も大
きい。 ポリエステルは機械的、電気的および熱的性質等に優シ
コているので、繊維やフィルム等各種の原料とし′Ｃ多
用されている。ところがポリアルキレ大きく、製糸また
は製膜時の工程通過性が悪いため、摩擦係数が小ざくか
っ易滑性の優れた繊維およびフィルムを与えるようなポ
リエステルの製造法を確立することが切望されている。 一般にポリエステル繊維またはフィルムの易滑性を改善
する方法としては、ポリニスデルに不溶性の微粒子を混
合し絶維またはフィルムの表面に微細な凹凸を形成する
方法が採用さねており、具体的には（１）ボＩＪ　ニス
１ルを製造する際に二酸化グ・タン、カオリナイト、タ
ルク、シリカの様なポリニスデルに対して不活性な微粒
子を添加するいわゆる外部粒子法と、（２）ポリエステ
ル君Ｉｙ造反応中にカルボン醸成分、オリゴマーあるい
は■）化合物のいずＪ１カ）を金ｍ化合物と反応させて
微粒子を形成させるいわゆる内部粒子法とがある。上記
外部粒子法と内部粒子法を比較した場合、以下に示す株
な理由から内部粒子法の方が有利であン）とされている
。 （１）粒子の微細化、分散および分級のための数置が不
要で経済的に有利である。 （２）ＩＡ郡部粒子法は添加微粒子の凝集によるノブや
フィッシュアイ等を防止するたのに分散剤を併用しなけ
ればならないが、内部粒子法ではその必要がない。一般
に分散剤は製品の耐熱性や電気的特性を阻害するから添
加しないにこしたことはない。 （３）内部粒子法で生成する粒子は一般に？ｉｉｉ！度
が低いので、耐摩耗性の優れた製品が得られる。 （４）内部粒子法でａ：成する粒子はポリエステルとの
なじみが良いので延伸してもボイドが発生ぜず、またポ
リニスｉＡ・に近い屈折率を看しているので製品の透明
性が高い。 該内部粒子法についてはすでに種々の方法が提案されて
いる。本発明者らは、特定金ｌに化合物およびＰ化合物
の特定行１をポリエステル製造過程の特定時期に添加す
ることにより、粗大粒子の生成量が少くかつ徨（細な不
溶性粒子を高濃度に、しかも、析出粒子の平均粒径や粒
径分布等を幅広くコントロールできる方法を数多く提案
している。確かにこれらの方法は有用であるが、析出粒
子に基因するフィッシュアイ成分が多くなるという欠点
を有している。 本発明者らは上記のような事情に着目し、ポリエステル
の製造工程でポリマー中に微細な不溶性粒子を高濃度で
析出させることにより、最終製品たる繊維や）１゛ルム
の表面に微細な凹凸を高密度で形成させることができ、
かつ内部粒子に基因する粗大異物すなわちフィッシュア
イ成分が少いポリエステルの製造法を硅立すべく鋭意研
究を行なった結果、本発明に到ＩＰ、シたものである。 すなわち本発明の第１の発明は、テレフタル酸を主成分
とするジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体と、
エチレングリコールを主成分とするグリコールとからポ
リエステルを製造するに際し、不溶性の析出粒子を生成
させる成分の溶液を散布して反、元系へ添加することを
特徴とする内部粒子含有ポリエステルの

【す造法である
。 本発明の第２の発明は、第１の発明において不溶性の析
出粒子を生成させる成分としてアルカリ金属化合物、ア
ルカリ土類金属化合物、Ｍｎ化合物、Ｚｎ化合物および
Ｚｒ化合物の中から選ばわた少くとも１種の化合物を用
いることを特徴とする内部粒子含有ポリエステルの製造
法である。 本発明の第３の発明は、第１および第２の発ｎ）１にお
いて不溶性の析出粒子を生成さセる成分としてＰ化合物
を用いることを特徴とする内部ｉｈχ子含有ポリエステ
ルの製造法である。 本発明のポリエステルは、その桿り返しｌｉｔ位の８０
モル％以上がエチレンテレフタレートからなルモ（７）
Ｔ’アリ、他の共重合成分としてはイソフタル酸、Ｐ−
β−オキシエトキシ安息香酸、２．６−ナフタレンジカ
ルボン酸、４．４’−ジカルボギシルジフェニール、４
．４’−ジカルボキシルベンゾフェノン、ビス（４−カ
ルボキシルフェニール）エタン、アジピン酸、セバシン
酸、５−ナトリウムスルポイソフタ／Ｉ／酔等のジカル
ボン酸成分があげられる。また、グリコール成分として
は、プロピレングリフール、ブタンジオール、ネオベン
チルグキザイド付加物等を任意に選択使用することがで
きる。この能弁重合成分として少量のアミド結合、ウレ
タン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を含んで
いてもよい。 本発明で用いられるアルカリ金属化合物、アルカリ土類
金属化合物、Ｍｎ化合物、Ｚｎ化合物およびＺｒ化合物
は反応系へ可溶なものであればすべて使用できる。たと
えばアルカリ金属化合物としてはＬｉ　、ＮａおよびＫ
のカルボン酸塩、リン酸塩、炭酸塩、水素化物およびア
ルコキサイド等で、具体的には酢酸リチウム、酢酸ナト
リウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、リン酸二水
素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、ビロリン酸ナト
リウム、ビ盲リン酸カリウム、トリポリリン酸カリウム
、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、水素化リチウム
、水素化ナトリウム、水素化カリウム、リチウムメトキ
サイド、ナトリウムメトキサイド、カリウムエトキサイ
ド、リチウムエトキサイド、ナトリウムエトキサイド、
カリウムエトキサイド等があげられる。またアルカリ土
類金属化合物としては水素化マグネシウム、水素化カル
シウム、水素化ス）０ンチウム、水素化バリウム等の水
素化物く酸化カルシウムのような酸化物、酢酸マグネシ
ウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリ
ウム等の低級脂肪酸塩、マグネシウムメトキサイド、カ
ルシウムメトキサイド、ストロンチウムメトキサイド、
バリウムメトキサイドのようなアルコキサイド等であり
、Ｍｎ化合物およびＺｎ化合物としては酢酸マンガン、
酢酸亜鉛、安息香酸マンガンおよび安息香酸亜鉛等の有
機酸塩、塩化マンガン、塩化亜鉛等のハ四ゲン化物、マ
ンガンメトキサイド、亜鉛メトキサイド等のアルコキサ
イド、マンガンおよび亜鉛のアセチルアセトナート塩等
であり、さらにＺｒ化合物としては酢酸ジルコニール墳
等の有ｍ酸壌、塩化ジルコニル等の無機酸塩およびテト
ラ−ｎ−ブチルジルコネート等のアルコキサイド等があ
げられる。 本発明で用いられるＰ化合物としては、リン酸、亜リン
酸、ホスホン酸およびそれらの誘導体等があげられ、具
体例としてはリン酸、リン酸トリメチルエステル、リン
酸トリエチルエステル、リン酸トリプヂルエステル、リ
ン酸トリフェニールエステル、リン酸モノメチルエステ
ル、リン酸ジメチルエステル、リン酸モノブチルニスデ
ル、リン酸ジブチルエステル、亜リン酸、亜リン酸トリ
メチルエステル、亜リン酸トリエチルエステル、亜リン
酸トリブチルエステル、メチルホスホン酸、メヂルホス
ホン酸ジメチルエステル、エチルホスホン酸ジメチルエ
ステル、フェニールホスホン酸ジメチルエステル、フェ
ニールホスホン酸ジエチルエステル、フェニールホスホ
ン酸ジフェニールエステル等であり　これらは単独で使
用してもよく、また２種以上を併用してもよい。 これらのＰ化合物の中でホスホン酸およヒ／マたはホス
ホン酸エステルを使用すると、析出粒子の濃度が高くな
るので好ましい。さらにホスボン酸および／またはポス
ホン酸エステルと、リン酸、亜リン酸およびそれらのエ
ステルから選ばれた少くとも１種のＰ化合物との混合物
を使用することにより、析出粒子の粒子濃度、平均粒径
および粒径分布のコントロール幅を大幅に広げることが
可能となるので特に有用である。 本発明の最大の特徴は、前記の析出粒子を生成させる成
分の溶液を散布して反応系へ添加することにある。この
ことにより、単に添加配管から反応系に散布せずに投入
したのでは得られない高度ナレヘルでフィッシュアイ成
分量を激減させることができる。 本発明に才３いて析出粒子を生成させる成分の溶液を散
布して反応系へ添加する方法としては、添加配管の先端
に多孔製ノズルを取り付けて添加する方法、添加配管を
リング状にしリングの全体に細孔をあけて添加する方法
、加圧ノズルを取り付けて小さな液滴として噴督する方
法、回転板上のノズルより添加し回転の遠心力でこまか
い液滴として散布する方法等があげられるが、これらに
限定されない。要は、析出粒子を生成させる成分の溶液
を、添加配管径に比べ充分に小さい大きさの液滴や液流
として反応系へ散布すればいずれの方法を採用してもか
まわないが、出来るだ＆１反応液面全体に均一に散布で
きる方法が好ましい。 反応缶への該溶液の添加は上記要件を満たゼば反応缶上
部空間へ添加してもよいし、反応液中へ添加してもかま
わない。 また前記の析出粒子を生成させる成分を同一反応缶に添
加する場合に４Ｊｌ　、全成分を混合して一個所の添加
口から添加してもよいし、全成分を別個の添加口から添
加してもよい。さらに特定成分のみを混合して添加して
もよい。金属化合物成分の溶液を混合して反応液中に散
布添加し、Ｐ化合物溶液を反応液上部空間に散布添加す
る方法を用いると、散布して添加する効果がより顕著に
発現されるので特に好ましい。 該溶液を散布して反応系−＼添加することにより、析出
粒子成分に基因したフィッシュアイ成分の生成量を激減
させることの原因は不明であるが、散布して添加される
ことにより析出粒子を生成させる成分の反応系内での均
一性が向上し、局所反応が減少することが大きな要因に
なっているものと推定される。 前記の金属化合物の好ましい添加量は、析出させる粒子
の濃度、平均粒径および粒径分布等により適宜選ぶこと
ができる。一般には、全屈原子とｐｐｍの添加が好まし
い。 またこれらの金属化合物の添加時期はｑ′〒に限定され
ないが、直接重合法で実施ｊる場合にはニスデル化率が
２０−８０％の時点で添加すると１　リボマーの濾過性
が向上するので特に好ましい。ただしＣａ化合物を用い
て内部粒子の生成とともに静電密着性をも付ケ、させる
時には、エステル交換反応あるいはエステル化反応が実
質的に終了した後に添加した方が静電密着性の向上効果
が大きくなるので、それぞれの反応終了後に添加する方
が好ましい。 Ｐ化合物の添加量は内部粒子の生成のみを目的とすると
きけ、前記の添加金属化合物の全添加量に対して金Ｍ／
Ｐの原子比として０．１〜１０の範囲が好ましい。０．
１未満では重合活性の低下やＤＥＧ副生量の増大が起り
、逆に１０を越えると粗大粒子の析出、ポリエステルの
耐熱性や色調の悪化が起るので好ましくない。 また内部粒子の生成とともに静電密着性をも付与させた
い時は、金Ｊｉｍ／Ｐの原子比として１．０〜１０の範
囲が好ましい。１．０未満では静電密着性の向上効果が
不充分となるので好ましくない。 前記添加剤は固体状および液体状の何れの形態で添加し
てもよいが、供給精度の点よりエチレングリコール溶液
として添加するのが最も好ましい。 固体状で添加する場合は、ポリエステル製の容器に封入
して反応系へ加えるのがよい。 該Ｐ化合物の添加時期は特に限定はないが、少くとも初
期綜合反応が終了する丈での間に添加するのが好ましい
。初１す１縮合反応が終了した時点とけ同イｆ粘度が約
０．２に達した時をさし、これ以彷では反応系の粘度力
線゛品ずきるために添加成分の混合が不均一になり均質
なｎツ品が得られなくなる。 またオリゴマーの解重合が起り、生産性の低下やＤＥＣ
副生量の増大をひき起すので好ましくない。 静１Ｂ、密着性を付与させる時は、該Ｐ化合物を２回以
Ｊ−に分割して添加することにより静電密着性の向」：
効果の発現がより顕著になるので、分割して添加する方
法を採用するのがｊ：り好ましい。 本発明はエステル交換法および直接重合法のいずれにも
適用することができる。 エステル交換法で実施する場合には、エステル交換触媒
の限定は特になく、従来公知のものはいずれも使用可能
である。 たとえば前記不溶性の析出粒子を生成さする成分の中の
アルカリ金属化合物、アルカリ土類金｝４化合物、へｉ
ｎ化合物およびＺｎ化合物を用いてもよいＣ０ し、ム化合物等を用いてもよい。前記金属化合物を用い
る時け、全添加量の一部をエステル交換触媒として利用
し、残りの量をエステル交換反応終了後に添加してもよ
い。またこれらのニスデル交換触媒は２種以上を併用し
て用いてもよ、い。７（ｉ接」（合法で実施する場合に
は、Ｄ　Ｅ　Ｇ化成の抑制剤としてアミン類や４級アン
モニウム塩類等を用いることはなんら制限を受けない。 重縮合触媒も格別制約を受けるものではないが、ｓｂ化
合物、Ｇｅ化合物およびＴｉ化合物の中から選択使用す
るのが好ましい。 本発明は回分式、半連続式および連続式のいずれのプロ
セスにも適用が可能である。 また本発明において無機あるいは有機微粒子からなる消
削を添加して、エステル交換、エステル化および重縮合
反応を行なってもよい。 次に本発明の実施例および比較例を示す。１ｔ、施例中
の部は、特にことわらないかぎりすべてｍ　ｉｔ部を意
味する。また用いた測定法を以下に示す。 （１）　ニスデル化率 反応生成物中に残存するカルボキシル基の量と反応生成
物のケン化価とからめる。 （２）固有粘度 ポリマーを７エノール（６重量部）とテトラクロルエタ
ン（４＠：５ＨｉｌＳ　）の混合溶媒に溶解し、３ｏ’
ｃで測定する。 （３）　フィルムの最大表面粗さく　ＲＴ　）　、中心
線平均粗ぎ（ＲＡ　） ０．０８ＦＩ１１の条件で１ｌｊｌｌ定し、１０点の平
均値で表示する。 （４）　フィルムの動摩擦係数（μｄ）ＡＳＴＭ−Ｄ−
１８９４−６３Ｔに塾じ、２３℃、６５　％ＲＨ１引張
ｉ１　ｆ　２００　ｍ　／分の条件で測定する。 （５１ポリマー中の７−（７シユアイ成分ｈ′ヨ２枚の
アルミホイル間にポリマーをはさみ、２８５℃の温度で
ヒートブレスし厚ざ約３１０μＩｌ＋のシートを作製す
る。該シートを９５℃の温度で組方向、横方向ともに３
．５倍に同時に延伸して？Ｕらｈだ厚さ約２５Ａ延伸シ
ートを４ζ−ラロスコープで観察し、ｔｏｏｃＪ当りに
存在する星状に輝く異４勿の数をカウントする。 実施例１ 攪拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し口
を設けた２段の冗全混合槽よりなる連続エステル化反応
装置を用い、その第１エステルイヒ反応缶のエステル化
反応生成物が存在する系へＴＰＡに対するＥＧのモル比
１．７に調整したＴＰＡのＥＧスラリーを連続的に供給
した。同時にＴＰＡのＥＧスラリー供給口とは別のリン
グ状で力１つリング全体に細孔をあけた散布形の供給口
より、酢酸マグネシウム四水塩のＥＣ溶液および酢酸ナ
トリウムのＥＣ溶液の混合物を、反応缶を通過する反応
生成物中のポリエステル単位ユニツ）当りＭ２原子およ
びＮｈ原子としてそれぞれ１００　ｐｐｍとなるように
反応液の中央部に連続的に供給した。さらに金属化合物
の供給口とは別のリング状で力）つ・・−ｕＡＡｌ１引
１１１す、七１七偶酪太Ｖの４ｔ　姶ｎ　ｒ　ｉ】、ト
リメチルホスフェートとジメチルホスホネー　トをモル
比で１：２にｔｒるように溶解したＥＣ溶液を、反応缶
内な通過する反応生成物中のポリエステル栄位ユニット
当りＰＩｇ、子として２７　ｐｐｍとなるように反応液
上部空間に連続的に供給し、常圧にて平均滞留時４．５
時間、温度２５５℃で反応させた。この反応生成物を連
続的に系外に取り出して、第２エステル化反応缶に供給
した。第２エステル化反応缶内を通過する反応生成物中
のポリエステル嚇位ユニットに対して０．７重量部のＥ
　Ｃおよびｓｂ原子として２５０　ｐｐｍになるような
景の三酸化アンチモンのＥＣ溶液を単管式の供給口より
そ１＋ぞれ別個に供給し、さらにリング状でかつリング
全体に細孔をあＧ−Ｊた散布形の供給し１より、トリメ
チルホスフェートとジメチルホスホネートをモル比で１
：ｚになるように溶解したＥＣ溶液を反応缶内を通過す
る反応生成物中のポリエステル単位ユニット当りＰ原子
として１１６　ｐｐｍとなるように反応液上部空間に連
続的に供給し、常圧にて平均滞留時ｉｌｌ　５．０時間
、１１１度２６０℃で反応させた。 第１エステル化反応缶の反応生成物のエステル化率は６
８％であり、第２エステル化反応缶の反応生成物のエス
テル化率は９８％であった。 該エステル化反応生成物を目開き４００メツシユのステ
ンレス金属製のフィルターで連続的ニ濾過し、ついで攪
拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し口を
設けた２段の連続重縮合反応装置に連続的に供給して重
結合を行ない、固有粘度０．６２０のポリニスデルを得
た。 このポリマー品質、該ポリマーを溶融押出しし、９０℃
で縦方向に３５倍、１３０℃で横方向に３．５倍延伸し
た後、２２０℃で熱処理して得られた１２〆執フイルム
のフィルム特性を表１に示した。 本実施例の方法で得られたポリエステルは、フィッシュ
アイ成分量が少く、かつフィルム特性も良好で高品質で
あることがわかる。 比較例１ 実施例１の方法において、酢酸マグネシウム四水塩、酢
酸ナトリウムおよびＰ化合物のＥＧ溶液の添加を、リン
グ状でかつリング全体に細孔をあけた散布形の供給口の
代りに彫管式の供給口に変更する以外、実施例１と同じ
方法で得たポリマーの品質およびフィルム特性を表１に
示した。 本比較例の方法で得られたポリエステルは、フィッシュ
アイ成分量が多く低品質であることがわかる。 実施例２〜６および比較例２〜６ 実施例１とｌｉ′？１様の方法で、種々の金属化合物お
よびＰ化合物を用いて行なった結果を表１に示した。 ここでいずれのケースも散布法の場合はリング状でかつ
リング全体に細孔をあけた散布形の供給口より、また単
忰添加法は、ψ管式の供給口より散布せずに添加するこ
とにより実施した。また金属化合物は反応液中に、Ｐ化
合物は反応液上部空間に連続的に供給した。 表１より明らかｔ「ごとく、いずれのケースも散布形の
供給口より供給した方がフィッシュアイ成分量が少く、
散布して添加することの効果が顕著であることがわかる
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸また
   はそのエステル形成誘導体と、エチレングリコールを主
   成分とするグリフールとからポリエステルを製造するに
   際し、不溶性の析出粒子を生成させる成分の溶液を散布
   して反応系へ添加することを特徴とする内部粒子含有ポ
   リエステルの製造法。
2. （２）不溶性の析出粒子を生成させる成分として、アル
   カリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、Ｍｎ化合物
   、Ｚｎ化合物およびＺｒ化合物の中から選ばれた少くと
   も１種の化合物を用いることを特徴とする特許請求の範
   囲筒１項記載の内部粒子含有ポリエステルの製造法。
3. （３）　不溶性の析出粒子を生成させる成分として、ス
   テルの製造υく。