JPWO2017073385A1 - ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびそれからなるフィルム - Google Patents

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Abstract

透明性、耐熱性、耐湿熱性に優れ、フィルム欠点となるゲルの発生が少なく、溶融加工時の線状オリゴマーの発生量も低減でき、工業材料用途、特に離型用途で好適なポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を提供する。マンガン元素の含有量が30〜60ppm、カリウム元素の含有量が2〜10ppm、アンチモン元素の含有量が70〜150ppmで、かつ金属元素とリン元素量のモル比(M/P=(M1+M2/2)/P)が下記式を満たし、ゲル化率が5重量%以下であることを特徴とするポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。0.6 ≦(M1+M2/2)/P≦ 1.3(M1:Mg,Mn,Caから選ばれる2価の金属元素含有量(mol/t)、M2:Li,Na,Kから選ばれる1価の金属元素含有量(mol/t)、P:リン元素含有量(mol/t))【選択図】なし

Description

本発明はポリエチレンテレフタレート樹脂組成物及びそれからなるフィルムに関するものである。
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は機械特性、熱特性、耐薬品性、電気特性、成形性に優れ、さまざまな用途に広く利用されており、需要量も増大している。
しかしながらその用途および需要の拡大に伴い、ポリエステルに要求される特性及び生産性もそれぞれの用途分野においてますます厳しくなっている。
ポリエチレンテレフタレート樹組成物は成形加工時に250℃〜300℃というポリエステルの融点以上の温度で溶融して押し出し成形することが常であるが、この温度条件は一方でポリエステルの熱分解や、酸素が混入した場合には酸化分解を引き起こす。その結果ゲル状の異物発生を引き起こし、フィルム表面の欠点となる問題がある。
特許文献1にはアルカリ土類金属量およびアルカリ金属量とリン化合物の量の比であるM/Pを特定の範囲内とするポリエチレンテレフタレート樹脂組成物が記載されている。特許文献2,3には酢酸マンガンを使用したポリエステルおよびポリエステルフィルムについて記載されている。
特許文献1に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は高いM/Pに調節することで酸素濃度20%、300℃での条件下での5時間放置した時のゲル化率の低減を行っているが、高いM/Pは熱分解を促進してしまい、十分な組成物の耐熱性を得ることができない。また、酢酸マグネシウムを用いているので、さらに長時間でのゲル化率の低減には至らない。
特許文献2には酢酸マンガンを使用した実施例が記載されているが、M/Pが高く、十分なゲル抑制効果は得られない。
特許文献3にも酢酸マンガンを使用した実施例が記載されているが、アンチモン量が多く、溶液ヘイズやアンチモンによる欠点が懸念される。また、ゲル化率についても十分な改善が見込まれない。
特開2003−96280号公報 特開平11−21337号公報 特開2014−22027号公報
本発明の課題は上記した従来の問題点を解決し、溶融押し出し工程で発生するゲル化物が少なく、加熱時の色調の変化およびオリゴマーの発生量も少なく、透明性(溶液ヘイズ)および製膜性も優れたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を提供することにある。
すなわち本発明は、上記課題を解決するため、次の特徴を有するものである。
(1)
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中の総元素重量に対して、マンガン元素の含有量が30〜60ppm、カリウム元素の含有量が2〜10ppm、アンチモン元素の含有量が70〜150ppmで、かつ金属元素とリン元素量のモル比(M/P=(M1+M2/2)/P)が下記式を満たし、ゲル化率が5重量%以下であることを特徴とするポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
0.6 ≦(M1+M2/2)/P≦ 1.3
(M1:Mg,Mn,Caから選ばれる2価の金属元素含有量(mol/t)、
M2:Li,Na,Kから選ばれる1価の金属元素含有量(mol/t)、
P:リン元素含有量(mol/t))
(2)
金属元素であるMg,Ca,Liの含有量の合計が0.1ppm未満であることを特徴とする(1)記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
(3)
290℃、20分間溶融時の線状オリゴマー発生量が210μg/g以下であることを特徴とする(1)または(2)記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
(4)
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中に含まれる内部粒子の最大粒径が0.3μm以下であり、溶液ヘイズが1.0%以下であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
(5)
リン元素の含有量が15〜45ppmであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
(6)
COOH末端基が25〜40eq/tであり、湿熱処理前後のCOOH末端基の増加量が80eq/t以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
(7)
固有粘度が0.60〜0.70、COOH末端基量が5〜20eq/t、環状3量体オリゴマーが0.40重量%以下であることを特徴とする(1)に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
(8)
(1)〜(7)に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物からなるポリエステルフィルム。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は溶融押し出し工程で発生するポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のゲル化物が少なく、加熱時の色調の変化およびオリゴマーの発生量も少なく、透明性(溶液ヘイズ)が良好で、製膜性(静電印加キャスト性)にも優れる。
また、溶融時のオリゴマー発生量も少ないことから、製膜加工時の工程汚れやフィルム欠点の少ないフィルムを提供できるものである。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の構成成分としては、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸またはナフタレンジカルボン酸成分、ジオール成分としてエチレングリコールまたはプロピレングリコールなどのアルキレングリコール成分が挙げられる。
また、本発明におけるポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、カルボン酸成分の20モル%以下であれば、テレフタル酸およびナフタレンジカルボン酸成分以外のジカルボン酸の1種または2種以上を共重合成分として含むことができ、また同様にグリコール成分の20モル%以下であれば、エチレングリコールまたはアルキレングリコール成分以外のグリコール成分を1種または2種以上を共重合成分として含むことができる。さらに熱可塑性を損なわない程度であれば三官能以上の多官能性化合物を共重合成分として含んでいても良い。
本発明のポリエステルにおいて、アンチモン元素を70〜150ppm含有することが必要である。好ましくは90〜130ppm、より好ましくは100〜120ppmである。150ppmを超えて含有するとアンチモン金属が析出することによってポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の溶液ヘイズが増加し、フィルムの透明性が失われてしまう。また、70ppm未満では色調b値の上昇、ゲル化率の増加を引き起こす。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、マンガン元素を30〜60ppm含有している必要がある。より好ましくは35〜50ppm、さらに好ましくは40〜50ppmである。60ppmを超えて含有すると、色調b値の上昇、ゲル化率の上昇および加熱溶融時の線状オリゴマーの発生量の増加につながる。また、30ppm未満であると、静電印加キャストの観点から製膜性の低下につながる。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、カリウム元素を2〜10ppm含有していることが必要である。カリウム元素は電気陽性が大きいことからポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の溶融比抵抗が低くなることで、フィルム成形時の静電印加性が向上し、また得られるポリマーの透明性(溶液ヘイズ)も良好となる。より好ましくは3〜7ppm、さらに好ましくは4〜6ppmである。10ppmを超えているとヘイズの増加、ゲル化率の上昇につながる。また、2ppm未満であると、静電印加キャストの観点より製膜性の低下につながる。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は下記式を満たすことが必要である。
0.6≦(M1+M2/2)/P≦1.3
より好ましくは(M1+M2/2)/Pが0.7以上1.2以下、さらに好ましくは0.8以上1.1以下である。(M1+M2/2)/Pが0.6未満であると静電印加キャストの観点から製膜性の低下がおこり、1.3を超えるとゲル化率の上昇および色調b値の上昇につながる。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物はゲル化率の抑制および色調b値低減の観点から、Mg、Ca、Liの含有量は0.1ppm未満であることが好ましい。0.1ppm未満とすることで低いゲル化率を維持することができ、さらには加熱溶融時の色調の悪化および線状オリゴマーの発生を少なくすることができる。
ゲル化率は5重量%以下であり、好ましくは3重量%以下である。ゲル化率が5重量%を超えるとフィルムでは欠点が問題となる。また、ゲルはフィルム製膜工程でのフィルター詰まりを引き起こし、ろ圧上昇を引き起こすことから、フィルター交換・洗浄の頻度が増え、生産能力低下および費用増加につながり問題となる。
本発明におけるオリゴマーとは、特に限定されないがテレフタル酸やモノ−2−ヒドロキシエチルテレフタレート、ビス−2−ヒドロキシエチルテレフタレートなどの線状オリゴマーおよび環状3量体オリゴマーが挙げられる。
本発明におけるポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を290℃、20分間加熱した際の線状オリゴマーの発生量は210μg/g以下であることが好ましく、より好ましくは205μg/g以下、さらに好ましくは200μg/g以下である。線状オリゴマーの発生量を210μg/g以下とすることで製膜工程における加熱加工時の工程汚れを防止でき、特に製膜時にフィルムの欠点を抑えることができる。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、環状3量体オリゴマーの含有量が0.50wt%以下であることが好ましく、より好ましくは0.40wt%以下であり、さらに好ましくは0.35wt%以下である。環状3量体オリゴマーの含有量が低いと、フィルム成形時やフィルム加工工程で環状3量体オリゴマーがフィルムの表面に析出しにくくなる。環状3量体オリゴマーの含有量の下限については特に限定されるものではないが、環状3量体オリゴマーを減少させる固相重合にかかる時間が長時間となることで、固有粘度の上昇が大きくなり、溶融押し出し時の負荷が大きくなる傾向があることから0.10wt%以上が好ましい。
本発明における内部粒子の最大粒径は0.3μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.25μm以下、さらに好ましくは0.22μm以下である。内部粒子の最大粒径を0.3μm以下とすることで、ポリエステル樹脂の透明性(溶液ヘイズ)を維持できる。
本発明におけるポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の溶液ヘイズは1.0%以下が好ましく、さらに好ましくは0.9%以下、より好ましくは0.8%以下である。溶液ヘイズが1.0%以下であれば透明性を維持でき、工程用途のフィルム、特に離型用途のフィルムとして好適となる。
本発明におけるリン元素の含有量は15〜45ppmであることが好ましく、より好ましくは20〜40ppm、さら好ましくは25〜35ppmである。この範囲でリン化合物を含有することで溶液ヘイズが低く、溶融比抵抗も低いポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得ることができる。
本発明におけるポリエチレンテレフタレート樹脂組成物において、カルボキシル(COOH)末端基量は25〜40eq/tであることが好ましく、より好ましくは28〜37eq/t、さらに好ましくは30〜35eq/tである。COOH末端基を上記範囲とすることで、分解反応を抑制し、製膜加工時の傷などを抑制することができる。また、良好な耐加水分解性を得るためには、COOH末端基量が低いほど有利であり、5〜20eq/tであることが好ましく、より好ましくは5〜15eq/t、さらに好ましくは5〜10eq/tである。この場合、COOH末端基量の下限としては、低いほど耐加水分解性が良好となるが、従来の重縮合反応、固相重合反応では5eq/ton程度と考える。COOH末端基量を0eq/tonとするためには過剰量の末端封止剤が必要である。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、155℃の水蒸気下で4時間処理した際のCOOH末端基の増加量(ΔCOOH)が80eq/t以下であることが好ましく、より好ましくは75eq/t以下、さらに好ましくは70eq/t以下である。この範囲とすることで溶融時の分解反応が抑制され、発生するオリゴマーにより工程汚染やフィルム欠点となることを防ぐことができる。
以下に本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法について詳細を述べる。
ポリエステル組成物の製造方式としては回分式と連続式が周知の方法として知られているが、低いゲル化率を達成するためには熱履歴が少ない連続重合が好ましい。
さらに、回分式および連続式で製造する反応方法として、テレフタル酸を原料とした直重法とテレフタル酸ジメチルを原料としたDMT法があり、コスト面、反応効率の観点から直重法が好ましい。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を連続重合設備で製造するに際して、反応槽の数は特に限定されないが、例えば直重法で製造する場合は反応効率の点からエステル化反応に1槽以上、重縮合反応に2槽以上用いることが好ましく、エステル化槽に2槽、重縮合反応に3槽用いることがさらに好ましい。
重合触媒として用いるアンチモン化合物としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酢酸アンチモン、脂肪族カルボン酸のアンチモン塩などが挙げられるが、これらの中でも重縮合反応性、得られるポリマーの色調、および安価に入手できる点から三酸化アンチモンが好ましく用いられる。
アンチモンの添加方法としては、紛体またはエチレングリコールスラリー、エチレングリコール溶液などが挙げられるが、アンチモンの凝集による粗大化を防止でき、その結果透明性(溶液ヘイズ)が良好となることから、エチレングリコール溶液として添加することが好ましい。
本発明において使用するリン化合物は、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸もしくはこれらのエステル化合物などが挙げられるが、ゲル化率を低減できることからリン酸を使用することが好ましい。
リン化合物の添加方法については特に限定されない。水溶液、エチレングリコール溶液など種々の方法で添加することができる。
本発明において、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を製造する際に、カリウム化合物は、反応工程内の2か所以上で添加することが組成物の透明性の観点から好ましい。添加場所については特に限定されないが、例えば直重法でエステル化反応の槽の数が2槽で重縮合反応槽が3槽である場合は、エステル化反応槽の2槽に添加することが好ましい。エステル化反応槽の2槽に添加することで系内の急な温度低下などを抑制し、カリウム化合物の分散性を低下させることなく添加できることで、重縮合中に生成する内部粒子の最大粒径を小さくすることができ、溶液ヘイズが低減することができる。
カリウム化合物は、水酸化カリウム、酢酸カリウムなどが挙げられるが、色調、溶液ヘイズの観点から水酸化カリウムが好ましい。
本発明において添加するマンガン化合物としては、酢酸マンガン、酸化マンガンなどが挙げられるが、色調や溶液ヘイズ、ゲル化率の抑制の観点から酢酸マンガンを使用することが好ましい。
マンガン化合物の添加形態としては、紛体またはエチレングリコールスラリー、エチレングリコール溶液中への添加、水溶液中への添加などが挙げられるが、色調や溶液ヘイズ、反応効率の観点から、水とエチレングリコールの混合溶液の添加が好ましい。具体的には水の濃度を10%以下、エチレングリコールの濃度を90%以上とした溶液への添加が、色調の観点から好ましい。
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物はマンガン元素とアンチモン元素の比(Mn/Sb)が下記式を満足することが好ましい。
0.40≦(Mn/Sb)≦1.25
(Mn:マンガン元素含有量、Sb:アンチモン元素含有量、式中において、Mn、Sbはポリエチレンテレフタレート樹脂組成物10gあたりの総モル数を示す)
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の固有粘度は、溶融重合の終点をポリマーの攪拌トルクで判定することができ、目的とする固有粘度となるように溶融重合装置の終点判定トルクを設定すればよい。
その後、得られた溶融ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は口金よりストランド状に吐出し、冷却したのちカッターによりペレット化する方法により液相ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を製造できる。
また、得られた液相ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物をさらに低い環状3量体量オリゴマー、COOH末端基量とするために、固相重合することが好ましい。固相重合の方法としては例えば以下が挙げられる。
液相重合で得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、固相重合を施す前に予備結晶化することが好ましい。予備結晶化はポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に機械的衝撃を与えせん断処理を施す方法や熱風流通下で加熱処理を施す方法などを採用することができる。
予備結晶化を終了したポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は引き続いて固相重合を施す。ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を固相重合装置に仕込み、不活性ガスを流通させ、所定の温度で固相重合を施す。固相重合が終了したポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は冷却して装置内から取り出す。
固相重合を施すポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の固有粘度は0.40〜0.52の範囲にあることが好ましく、さらには0.45〜0.50の範囲にあることが好ましい。0.40以上であると、所定の温度または時間で環状3量体オリゴマー量が減少するので、生産性が良好となり好ましい。0.52以下であると、短時間で結晶化が進み、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の固有粘度が上昇するまでに、環状3量体オリゴマーが減少するので好ましく、また熱履歴が少ないため、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の着色を抑制するので好ましい。
不活性ガスとしては、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスや窒素ガス、炭酸ガス等を上げることができる。これらの中でも窒素が入手しやすく好ましい。また、不活性ガスの露点は、−5℃以上であることが好ましい。不活性ガスの露点が−5℃以上であると、固相重合時のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のカルボキシル末端基の低下を抑えることができ好ましい。不活性ガスの露点の上限については特に限定されるものではないが、固相重合を円滑に進めるのに20℃以下が好ましい。
固相重合を施す温度は、200〜220℃の範囲であることが好ましく、さらには210〜215℃の範囲であることが好ましい。200℃以上であると、環状3量体オリゴマーの減少が円滑に進むため好ましい。220℃以下であると、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の熱劣化による着色を抑制するのに好ましい。
本発明に用いる固相重合装置の型式は特に限定されるものではないが、例えば、静置式乾燥機、流動式乾燥機、攪拌翼を有する乾燥機、連続式タワー乾燥機などを用いることができ、生産性の観点から連続式タワー乾燥機が好ましい。
なお、本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、以下の方法でポリエステルフィルムに成形することができる。
例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を真空乾燥した後、押し出し機に供給し、260〜300℃で溶解し、T字型口金よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度10〜60℃の鏡面キャスティングドラムに巻き付けて、冷却固化させて未延伸ポリエステルフィルムを作製する。
該未延伸フィルムを70〜120℃に加熱されたロール間で縦方向に2.5〜5倍延伸する。このフィルムの少なくとも片面にコロナ放電処理を施して塗液などを塗布してもよい。引き続き、連続的に70〜150℃に加熱された熱風ゾーンで幅方向に2.5〜5倍延伸し、続いて200〜240℃の熱処理ゾーンに導き、5〜40秒間の熱処理を施し、100〜200℃の冷却ゾーンを経て結晶配向を完了させる。また、上記熱処理中に必要に応じて幅方向あるいは長手方向に3〜12%の弛緩処理を施してもよい。
本発明で得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、透明性、耐熱性、耐湿熱性に優れ、フィルム欠点の元となるゲルの発生が少なく、溶融加工時の線状オリゴマーの発生量も低減できるため、工業材料用途、特に離型用途のフィルムに好適である。ここでいうゲルとして考えられる組成の一つに、PET分子が架橋したものであることが挙げられる。
以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の測定方法は次のとおりである。
(1)ゲル化率
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を凍結粉砕機(Sprex CertiPerp社製)にて粉砕し、ステンレスビーカーに0.5g秤量した。真空乾燥機を用いて、50℃で2時間真空乾燥した後、空気と窒素の混合気体で酸素濃度1%とし、試料含有容器に酸素濃度1%の混合気体を配管より通し十分に置換された後に、該容器を300℃のオイルバスに浸し、酸素/窒素濃度1%流通下(流量0.5L/分)6時間加熱処理を行った。これを、20mlのオルトクロロフェノール(以下OCP)で、160℃で1時間溶解し、放冷した。この溶液を、ガラスフィルター(柴田科学社製、3GP40)を使用しろ過、ジクロロメタンにてガラスフィルターを洗浄した。ガラスフィルターを130℃で2時間乾燥し、ろ過前後のろ過器の重量の増分より、フィルターに残留したOCP不溶物(ゲル)の重量を算出し、OCP不溶物のポリエステル重量(0.5g)に対する重量分率を求め、ゲル化率(重量%)とした。得られたポリエステルのゲル化率は、5.0重量%以下を良、3.0重量%以下を最良とした。5.0重量%を超える場合はフィルム欠点および製膜工程の生産性の点から不合格とした。
(2)COOH末端基量
液相重合で得られたエステル化物およびポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は次の文献に記載されたMauliceの方法により測定した。
M. J.Maulice, F. Huizinga “Anal. Chim. Acta”Vol. 22, p−363(1960)。すなわち、エステル化反応物またはポリエチレンテレフタレート樹脂組成物2gをo−クレゾール/クロロホルム(重量比7/3)50mlに溶解し、N/20−水酸化ナトリウムメタノール溶液により滴定し、COOH末端基量を測定し、eq/ポリエステル1tonの値で表した。また、固相重合で得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、該樹脂組成物2gをo−クレゾールに溶解し、N/20−水酸化ナトリウムメタノール溶液により滴定し、COOH末端基量を測定し、eq/ポリエステル1tonの値で表した。電位差滴定を用いて、滴定曲線を描き、その変曲点を終点として、COOH末端基量を求めた。
(3)ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の溶液ヘイズ
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物0.5gを、フェノール/四塩化エタン(6/4重量比)の混合溶媒20mlに100℃で60分撹拌して溶解させ、室温まで冷却後、その溶液を20mmのガラスセルに入れ、スガ試験機製ヘイズコンピューター(HGM−2DP)で測定した。
(4)内部粒子の最大粒径
粒子の最大粒径は粒径分析装置(HORIBA製LA−950)で測定した。0.01μm−3000μmの範囲で円相当径として内部粒子の直径およびその頻度(%)を測定し、その粒度分布における最大の粒径の値とした。
(5)湿熱処理前後のCOOH末端基の測定(ΔCOOHと以下記載することもある。)
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のチップを155℃、水蒸気中で4時間処理した。
測定装置:PRESSURE COOKER 306SIII(HIRAYAMA製作所(株)製)
COOH末端基増加量を(2)に従い測定した。COOH末端基増加量(ΔCOOH)は処理前後のサンプルで評価を行った。太陽電池用途において適用可能と考えられるΔCOOHが90eq/t以下を合格とした。
(6)ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中のアルカリ金属含有量
LiおよびKの含有量については原子吸光法(日立製作所製:偏光ゼーマン原子吸光光度計180−80.フレーム:アセチレン空気)にて定量を行った。
(7)ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中のリン元素量および2価金属元素量
P、Mn、Mg、CaおよびSbの含有量についてはポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の試料ペレットを溶融プレス機で円柱状に成型し、理学電機(株)製蛍光X線分析装置(型番:3270)を用いて測定した。
(8)290℃、20分間の溶融後の線状オリゴマー発生量(以下、単に線状オリゴマー発生量ということもある。)
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物0.1gを凍結粉砕し、160℃、6時間真空乾燥を行った後、N2雰囲気下のアンプルに封入した。その後290℃にて20分間加熱を行いLC20A(島津製作所製)で線状オリゴマーとしてテレフタル酸、モノ−2−ヒドロキシエチルテレフタレート、ビス−2−ヒドロキシエチルテレフタレートの量を測定し、その合計量を線状オリゴマー発生量とした。
(9)固有粘度
液相重合で得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、該組成物0.1gをo−クロロフェノール10mlに100℃、30分で溶解し、25℃での溶液粘度を測定した。また、固相重合で得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、該組成物0.1gをo−クロロフェノール10mlに160℃、15分で溶解し、25℃での溶液粘度を測定した。
(10)エステル化反応物のエステル化反応率
エステル化反応率については、下記の方法で、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のオリゴマーの全COOH末端基量Aと未反応COOH末端基量Bとを求めて、次式で計算した。
エステル化反応率(%)=[(A−B)/A]×100
全COOH末端基量Aについては、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のオリゴマーを水酸化カリウム水溶液で加水分解させたのち、0.5規定の塩酸溶液を用いて、自動滴定装置(平沼産業社製、COM−550)にて滴定して測定した。また、未反応COOH末端基量Bについては、ポリエステルオリゴマーをN,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、0.1規定の水酸化カリウムのメタノール溶液を用いて、自動滴定装置(平沼産業社製、COM−550)にて滴定して測定した。
(11)溶融比抵抗
銅板2枚を電極として、間にテフロン(登録商標)のスペーサーを挟んで銅板22cm、銅板間隔9mmの電極を作成する。この電極を290℃で溶融したポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中に沈め、電極間に5,000Vの電圧を加えた時の電流量から抵抗値を算出した。
(12)色調b値(b値)
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の樹脂ペレットを円柱状の紛体測定用セルに充填し、色差計(スガ試験機(株)社製、SMカラーメーターSM−T)を用いて反射法にて測定した。
(13)環状3量体オリゴマー含有量
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の試料ペレットまたはフィルムをo−クロロフェノールに溶解し、内部標準を添加する。さらにメタノールを加えてポリマーを析出させて遠心分離によって上澄みを採取し、液体クロマトグラフ(島津製作所社製、SYSTEM CONTROLLER 型番:SCL−10A VP、LIQUID CHROMATOGRAPH 型番:LC−10AD VP、UV−VIS DETECTOR 型番:SPD−10A VP、COLUMN OVEN 型番:CTO−10A VPLC−2010A)を用いて定量した。
(14)環状3量体オリゴマーの再生速度
ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の試料ペレットを175℃で7.5時間真空乾燥した後、窒素雰囲気下300℃で30分間加熱溶解し、次いで常温まで戻し固化させて試料を採取する。加熱溶解処理前の試料の環状3量体オリゴマー含有量(A)および加熱溶解処理後の試料の環状3量体オリゴマー含有量(B)を定量し、次式から環状3量体オリゴマーの再生速度(C)を算出した。
C(wt%/分)=(B−A)/30
(15)長期押し出し時のフィルム欠点(フィルム欠点とも言う。)
ポリエチレンテレフタレートチップを160℃で5時間乾燥後、Tダイ式口金を備えた押し出し機に供給し、300℃で口金からキャスティングドラムを回転させながらキャスティングドラム状に押し出し未延伸フィルムを連続的に得る。10時間経過後から11時間経過後の1時間の間、フィルム表面を観察し、この間表面に10時間経過するまでは見られなかったスジ状の欠点が新たに観察されれば否、観察されなければ可とした。
(16)静電印加キャスト性
溶融押し出ししたフィルムの上部に設置した電極と回転冷却体間に6kVの直流電圧を印加し、キャスト速度を少しずつ上昇させ、印加ムラが発生したときのキャスト速度(m/min)を判定し、次の基準に従って判定した。2級以上を合格とした。50m/min以上が1級、40m/min以上50m/min以下が2級、30m/min以上40m/min以下が3級、30m/min未満を4級とした。
(17)環状3量体オリゴマーの析出性
フィルムを5cm×5cmの大きさに切り出し、150℃で60分間熱風乾燥機内にて加熱した後、フィルム表面を走査型電子顕微鏡で1,000倍にて観察し、任意に選び撮影したフィルム表面の環状三量体オリゴマーの析出物個数をカウントした。環状三量体オリゴマーの析出性は、5個未満のものを良好(A)、5個以上10個未満のものを合格(B)、10個以上のものを不合格(C)とし、上記の基準で判断した。
(実施例1)
第1エステル化反応槽、および第2エステル化反応槽からなるエステル化反応槽、それに続く第1重縮合反応槽、第2重縮合反応槽、第3重縮合反応槽の全5槽を有する連続重合装置を用いた。第1エステル化反応槽については反応温度240〜255℃でエステル化反応率90〜95%、第2エステル化槽については反応温度255℃でエステル化反応率を97%まで反応させ、第1重縮合反応槽は温度260℃、第2重縮合反応槽は温度275℃、第3エステル化反応槽については温度280℃でそれぞれ重縮合反応を行い、目的の固有粘度となるように反応を進めた。以下、詳細を説明する。
第1エステル化反応槽でテレフタル酸とエチレングリコールのスラリー(エチレングリコール/テレフタル酸のモル比が1.05〜1.30)を8.0〜8.7t/hrの一定流量で連続的に添加し、245〜255℃で水を留出させながらエステル化反応率90〜95%までエステル化反応を行う。水とエチレングリコールを混合し調製した水酸化カリウム溶液(0.216重量%)をポリエステル樹脂に対して0.0005重量%(0.09mol/t相当)となるように第1エステル化反応槽および第2エステル化反応槽に分割し、連続的に添加した。
また、第2エステル化反応槽においてはリン酸水溶液をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.014重量%(1.428mol/t相当)となるように連続的に添加した。
第2エステル化反応槽では、255℃で水を留出させながら、エステル化反応率97%までエステル化反応を行い、エステル化反応を完了する。
重縮合反応においては、第1重縮合反応槽では、温度260℃、真空度10kPaで重縮合反応を行い、三酸化二アンチモンをポリエステル樹脂に対して0.0127重量%(0.422mol/t相当)、酢酸マンガンをポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.021重量%(0.855mol/t相当)となるように添加した。
第2重縮合反応槽では、温度275℃、真空度2.2kPa、第3重縮合反応槽では、温度280℃、真空度0.2kPaで重縮合反応を行い、固有粘度0.65相当の溶融粘度に達した時点で吐出し、ストランドカッターによりチップ化し、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得た。得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の色調、透明性も良好でゲル化率は0.9重量%と低く、ΔCOOHも低いことから良好であった。
得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を150℃で3時間乾燥し、押し出し機に供給し、285℃で溶融押し出しを行い、静電印加された20℃のキャストドラム上にキャストし未延伸シートを得た。この未延伸シートを90℃に加熱された延伸ロールによって長手方向に3.1倍延伸し、次いでテンター式延伸機によって120℃で幅方向に3.7倍延伸し、その後230℃で熱固定してロールに巻き取った。フィルムの成形性は良好であり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例2、3)
含有する金属量が表2となるように添加する酢酸マンガンの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.014重量%(0.570mol/t相当)、0.028重量%(1.14mol/t相当)となるように変更した以外は実施例1と同様の方法で、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。酢酸マンガンの添加量を変更したことでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が増加したが、問題ないレベルであった。実施例3についてはマンガン元素量が増えることで溶液ヘイズの上昇が起こったが、フィルム欠点は問題ないレベルであった。
(実施例4〜6)
含有する金属量が表2となるようにポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して酢酸マグネシウムを0.0046重量%(0.214mol/t相当)、酢酸カルシウムを0.00045重量%(0.059mol/t相当)、酢酸リチウムを0.0075重量%(0.735mol/t相当)それぞれ第3重縮合反応槽へ添加した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。実施例4、5、6では活性の高い金属触媒を加えることでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が増加し、線状オリゴマーの発生量も増加したが、フィルム欠点は問題ないレベルであった。
(実施例7,8)
含有するカリウム元素量が表2となるように添加する水酸化カリウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0002重量%(0.036mol/t相当)、0.0010重量%(0.18mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。
実施例7についてはカリウム元素量が少なく、溶融比抵抗の増加がみられたが、製膜工程上問題ないレベルであった。また、実施例8についてはカリウム元素量が増えることでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のb値が増加し、内粒の最大粒径も0.3μmと大きくなったが、溶液ヘイズは0.9%であり、問題ないレベルであった。
(実施例9)
水酸化カリウムの添加場所を第1エステル化反応槽、第2エステル化反応槽、第1重縮合反応槽の3か所とした以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。添加場所を3か所とすることでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶液ヘイズが0.8%および内粒の最大粒径が0.3μmとなったが、問題ないレベルであった。
(実施例10、11)
含有するアンチモン元素量が表2となるように添加する三酸化二アンチモンの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対してそれぞれ0.0081重量%(0.269mol/t)、0.0173重量%(0.575mol/t相当)、実施例10については酢酸マンガンの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.014重量%(0.570mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。三酸化二アンチモン量を減らした実施例10では活性が低くなってしまい、反応温度を1℃上昇させ反応を行い、その結果ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のb値およびCOOH末端基量が上昇したが、問題ないレベルであった。また、実施例11についてはアンチモン元素量を増やすことで溶液ヘイズが上昇したが、問題ないレベルであった。
(実施例12)
含有するマンガン元素量およびリン元素量が表2となるように添加する酢酸マンガンの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.014重量%(0.570mol/t相当)、リン酸の添加量を0.007重量%(0.714mol/t相当)変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。M/Pが増加したことによりポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率および線状オリゴマー発生量が増加したが、フィルム欠点は問題ないレベルであった。
(実施例13)
含有するリン元素量が表2となるように添加するリン酸の量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.021重量%(2.14mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。リン元素量を増加させたことでM/Pが低下し、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶融比抵抗が上昇したが、製膜工程上問題ないレベルであった。
(実施例14)
含有するマンガン元素量およびリン元素量が表2となるように添加する酢酸マンガンの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.028重量%(1.14mol/t相当)、リン酸の量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.023重量%(2.38mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。マンガンの金属元素量が増加したことでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率および線状オリゴマー発生量が増加したが、フィルム欠点は問題ないレベルであった。
(実施例15、16)
添加するリン化合物をリン酸からそれぞれトリエチルホスホノアセテート、トリメチルホスフェートへ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。リン化合物の変更により、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率の増加、溶液ヘイズの増加がみられたが、フィルム欠点は問題ないレベルであった。
(実施例17)
COOH末端基を上昇させるため、第3重縮合反応槽温度を2℃上昇させた以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。反応温度を上げることで、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のb値が5.5、ΔCOOHが90eq/tと増加したが、問題ないレベルであった。
(実施例18)
水酸化カリウムの添加場所を第1エステル化反応槽のみとした以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。水酸化カリウムの添加場所を一か所とすることで分解反応が促進され、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶液ヘイズ及びゲル化率が上昇したが、フィルム欠点は問題ないレベルであった。
(実施例19)
第1エステル化反応槽でテレフタル酸とエチレングリコールのスラリー(エチレングリコール/テレフタル酸のモル比が1.05〜1.30)を8.0〜8.7t/hrの一定流量で連続的に添加し、245〜255℃で水を留出させながらエステル化反応率90〜95%までエステル化反応を行う。水とエチレングリコールを混合し調製した水酸化カリウム溶液(0.216重量%)をポリエステル樹脂に対して0.0005重量%(0.09mol/t相当)となるように第1エステル化反応槽および第2エステル化反応槽に分割し、連続的に添加した。
また、第2エステル化反応槽においてはリン酸水溶液をポリエステル樹脂組成物に対して0.014重量%(1.428mol/t相当)となるように連続的に添加した。
第2エステル化反応槽では、255℃で水を留出させながら、エステル化反応率97%までエステル化反応を行い、エステル化反応を完了する。
重縮合反応においては、第1重縮合反応槽では、温度260℃、真空度10kPaで重縮合反応を行い、三酸化二アンチモンをポリエステル樹脂に対して0.0127重量%(0.422mol/t相当)、酢酸マンガンをポリエステル樹脂組成物に対して0.021重量%(0.855mol/t相当)となるように添加した。
第2重縮合反応槽では、温度275℃、真空度2.2kPa、第3重縮合反応槽では、温度280℃、真空度0.2kPaで重縮合反応を行い、目標の固有粘度まで重合反応を実施した。その後、窒素ガスによって重縮合反応槽を常圧に戻し、口金より冷水中にストランド状に吐出し、押し出しカッターによって円柱状にペレット化し、表面結晶化装置によって予備結晶化し、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得た。得られた液相ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の固有粘度は0.50、環状3量体オリゴマー量は1.10重量%、カルボキシル末端基量は40eq/tであった。
重縮合反応で得られた液相ポリエチレンテエフタレート樹脂組成物を、連続式タワー乾燥機を用いて、露点が5℃の窒素ガス中、215℃の温度で18時間固相重合を行い、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得た。得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の品質は、固有粘度が0.65、環状3量体オリゴマー量が0.30重量%、カルボキシル末端基量が9eq/t、アンチモン元素の含有量が110ppm、環状3量体オリゴマーの再生速度が0.007重量%/分、色調b値が3.9、透明性(溶液ヘイズ)が0.9%であり、良好であった。
得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を150℃で3時間乾燥し、押し出し機に供給し、285℃で溶融押し出しを行い、静電印加された20℃のキャストドラム上にキャストし未延伸シートを得た。この未延伸シートを90℃に加熱された延伸ロールによって長手方向に3.1倍延伸し、次いでテンター式延伸機によって120℃で幅方向に3.7倍延伸し、その後230℃で熱固定してロールに巻き取った。フィルムの成形性は良好であり、得られたフィルムの環状3量体オリゴマーの析出性及びフィルム欠点は良好であった。
(実施例20、21)
固相重合条件を表5−1となるように変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。熱履歴が増えたことでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のb値、ゲル化率の増加が見られたが、問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例22)
含有するマンガン元素量、アンチモン元素量およびリン元素量が表2となるように添加する酢酸マンガン、三酸化二アンチモンおよびリン酸の量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.014重量%(0.570mol/t相当)、0.0081質量%(0.269mol/t)、0.007重量%(0.714mol/t相当)へ、さらに固重条件を表5−1となるように変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。露点温度が高く、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のCOOH末端基量の増加が見られたが、問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例23)
含有するマンガン元素量およびリン元素量が表2となるように添加する酢酸マンガンおよびリン酸の量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.028重量%(1.140mol/t相当)、0.013重量%(1.332mol/t)へ、さらに固重条件を表5−1となるように変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。酢酸マンガンの添加量が増えることでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率および線状オリゴマー発生量が増加したが、問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例24〜27)
含有するマンガン元素量およびリン元素量が表2となるように添加する酢酸マンガンの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.016重量%(0.665mol/t)、0.026重量%(1.045mol/t)、0.019重量%(0.760mol/t)、0.023重量%(0.950mol/t)へ変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。酢酸マンガンの添加量を変更したが、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の品質は問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例28、29)
含有するカリウム元素量が表2となるように添加する水酸化カリウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0002質量%(0.036mol/t相当)、0.0010質量%(0.18mol/t相当)へ変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。水酸化カリウムの添加量を変更することでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶融比抵抗に差が見られたが、問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例30〜32)
含有するマンガン元素量およびアンチモン元素量が表2となるように添加する酢酸マンガンおよび三酸化二アンチモンの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して、実施例30については0.019重量%(0.760mol/t)、0.0173質量%(0.575mol/t相当)、実施例31については0.019重量%(0.760mol/t)、0.104重量%(0.345mol/t)、実施例32については0.016重量%(0.328mol/t)、0.150重量%(0.498mol/t)へ変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。三酸化二アンチモンの添加量が増えることでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の環状3量体オリゴマー再生速度が増加したが、問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例33、34)
含有するアンチモン元素量が表2となるように添加する三酸化二アンチモンの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.115重量%(0.383mol/t)、0.138重量%(0.460mol/t)へ変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。三酸化二アンチモンの添加量を変更したが、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の品質は問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例35〜38)
含有するカリウム元素量が表2となるように添加する水酸化カリウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0003重量%(0.054mol/t)、0.0008重量%(0.144mol/t)、0.0004重量%(0.072mol/t)、0.0006重量%(0.108mol/t)へ変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。水酸化カリウムの添加量を変更したが、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の品質は問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(実施例39〜42)
含有するリン元素量が表2となるように添加するリン酸の量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.021重量%(2.142mol/t)、0.019重量%(1.904mol/t)、0.012重量%(1.190mol/t)、0.016重量%(1.666mol/t)へ変更した以外は、実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。リン酸の添加量を変更したが、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の品質は問題ないレベルであり、得られたフィルムのフィルム欠点は良好であった。
(比較例1,2)
含有するマンガン元素量が表8となるように添加する酢酸マンガンの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.009重量%(0.380mol/t相当)、0.033重量%(1.33mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。比較例1についてはマンガン元素量が少なくポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率は5.6重量%となり、不十分な結果となった。比較例2についてはマンガン元素量が多くなってしまい、ゲル化率は7.2重量%と悪化し、不十分な結果となった。
(比較例3,4)
酢酸マンガンの代わりに含有するマグネシウム元素量が表8となるように添加する酢酸マグネシウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0046重量%(0.214mol/t相当)、0.0368重量%(1.712mol/t相当)へ変更した以外については実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。マンガン化合物を使用せず、酢酸マグネシウムを使用したことにより、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が上昇し、不十分な結果となった。b値、線状オリゴマー発生量についても悪化する結果となった。
(比較例5,6)
酢酸マンガンの代わりに含有するカルシウム元素量が表8となるように添加する酢酸カルシウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.00023重量%(0.030mol/t相当)、0.0018重量%(0.236mol/t相当)へ変更した以外については実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。マンガン化合物を添加せずに酢酸カルシウムを添加することで、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が上昇し、不十分な結果となった。
(比較例7,8)
酢酸マンガンの代わりに含有するリチウム元素量が表8となるように添加する酢酸リチウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0075重量%(0.735mol/t相当)、0.06重量%(5.88mol/t相当)へ変更した以外については実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。マンガン化合物を添加せず、酢酸リチウムを加えることでΔCOOHの悪化がみられ、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率も上昇し、不十分な結果となった。
(比較例9,10)
含有するカリウム元素量が表8となるように添加する水酸化カリウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0001重量%(0.018mol/t相当)、0.0015重量%(0.27mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。比較例9については水酸化カリウムの含有量が少ないためにポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶融比抵抗が悪化し、製膜性に劣る結果となった。また、比較例10ではカリウム元素量の含有量が多いためにポリエチレンタレフタレート樹脂組成物ゲル化率が高く不十分な結果となった。
(比較例11)
回分式の重合設備を用いて、反応開始モル比1.15のテレフタル酸、エチレングリコールを140〜260℃で水を留出させながらエステル化反応を行った。エステル化反応が終了した後、常圧下、三酸化二アンチモンをポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0127重量%(0.422mol/t相当)、酢酸マンガンを0.021重量%(0.855mol/t相当)、リン酸を0.014重量%(1.428mol/t相当)、水酸化カリウムを0.0005重量%(0.09mol/t相当)それぞれ添加し、続いて反応系を常圧から100Paまで徐々に下げ、290℃まで昇温して重縮合反応を終了させポリエステル組成物およびフィルムを得た。回分式を採用したことで、反応効率低下に伴い熱履歴が増え、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が上昇し不十分な結果となった。
(比較例12、13)
含有するアンチモン元素量が表8となるように添加する三酸化二アンチモンの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対してそれぞれ0.0069重量%(0.231mol/t)、0.0207重量%(0.693mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。比較例13については重合活性が低下し、反応温度を2℃上昇させたことにより熱履歴が増え、ゲル化率の上昇、b値の悪化などがみられ、不十分な結果となった。逆にアンチモン量を増加させた比較例14では活性があがることでポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の線状オリゴマー発生量が増加し、溶液ヘイズも上昇してしまい、不十分な結果となった。
(比較例14、15)
含有するリン元素量が表8となるように添加するリン酸の量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.005重量%(0.476mol/t相当)、0.0275重量%(2.618mol/t相当)へ変更した以外は実施例1と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。比較例15についてはM/Pが上昇することでゲル化率が悪化し、比較例16ではリン元素量が増えることにより、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶融比抵抗が上昇、溶液ヘイズも上昇してしまい、ともに不十分な結果となった。
(比較例16)
含有するマンガン元素量およびカリウム元素量が表8となるように添加する酢酸マンガンおよび水酸化カリウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0015質量%(0.646mol/t相当)、0.0010質量%(0.18mol/t相当)へ、またカリウム元素の分割添加をせず、さらに固重条件を表11−1となるように変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例17)
酢酸マンガンの代わりに含有するマグネシウム元素量、リチウム元素量およびカリウム元素量が表8となるように添加する酢酸マグネシウム、酢酸リチウムおよび水酸化カリウムの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.041質量%(1.93mol/t相当)、0.006質量%(0.588mol/t相当)、0.0008質量%(0.144mol/t相当)、またカリウム元素の分割添加をせず、さらに固相重合は実施しなかった以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率、環状3量体オリゴマーが高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例18)
酢酸マンガンの代わりに含有するマグネシウム元素量が表8となるように添加する酢酸マグネシウムの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.061質量%(2.87mol/t相当)へ、また酢酸カリウムを添加せず、さらに固重条件を表11−1となるように変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例19)
含有するマンガン元素量およびアンチモン元素量が表8となるように添加する酢酸マンガンおよび三酸化二アンチモンの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.033質量%(1.33mol/t相当)、0.023質量%(0.767mol/t)、さらに固相重合は実施しなかった以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率、環状3量体オリゴマーが高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例20)
含有するマンガン元素量が表8となるように添加する酢酸マンガンの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.007質量%(0.285mol/t相当)へ変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。M/Pが低いために、ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶融比抵抗が高く、静電印加キャスト性が悪かった。
(比較例21)
含有するマンガン元素量およびアンチモン元素量が表8となるように添加する酢酸マンガンおよび三酸化二アンチモン元素の量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.037質量%(1.52mol/t相当)、0.0052質量%(0.173mol/t)、さらに固相重合温度が222℃となるように変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得た。固相重合温度が高く、装置内でポリエチレンテレフタレート樹脂組成物が融着し、フィルムにすることができなかった。
(比較例22)
酢酸マンガンの代わりに含有するマグネシウム元素量、リチウム元素量およびアンチモン元素量が表8となるように添加する酢酸マグネシウム、酢酸リチウムおよび三酸化二アンチモンの量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.051質量%(2.35mol/t相当)、0.011質量%(1.029mol/t相当)、0.0087質量%(0.288mol/t相当)へ変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例23)
含有するカリウム元素量が表8となるように添加する水酸化カリウムの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.0020質量%(0.36mol/t相当)へ変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の溶液ヘイズが高かった。得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例24)
固相重合条件の露点を25℃に変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の色調が悪く、またゲル化率が高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例25)
酢酸マンガンの代わりに含有するカルシウム元素量が表8となるように添加する酢酸カルシウムの量をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.010質量%(1.36mol/t相当)へ変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物のゲル化率が高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。
(比較例26)
含有するマンガン元素量、アンチモン元素量およびリン元素量が表8となるように添加する酢酸マンガン、三酸化二アンチモン、およびリン酸の量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.033質量%(1.33mol/t相当)、0.014質量%(0.460mol/t相当)、0.0476質量%(4.90mol/t相当)へ、また酢酸カリウムを添加しないように変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の環状3量体オリゴマー量が高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。また、静電印加キャスト性は悪かった。
(比較例27)
含有するマンガン元素量、アンチモン元素量およびリン元素量が表8となるように添加する酢酸マンガン、三酸化二アンチモン、およびリン酸の量をそれぞれポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に対して0.033質量%(1.33mol/t相当)、0.069質量%(0.230mol/t相当)、0.0476質量%(4.90mol/t相当)へ、また酢酸カリウムを添加しないように変更した以外は実施例19と同様の方法にてポリエチレンテレフタレート樹脂組成物およびフィルムを得た。ポリエチレンタレフタレート樹脂組成物の環状3量体オリゴマー量が高く、得られたフィルムのフィルム欠点が多かった。また、静電印加キャスト性は悪かった。
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Claims (8)

  1. ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中の総元素重量に対して、マンガン元素の含有量が30〜60ppm、カリウム元素の含有量が2〜10ppm、アンチモン元素の含有量が70〜150ppmで、かつ金属元素とリン元素量のモル比(M/P=(M1+M2/2)/P)が下記式を満たし、ゲル化率が5重量%以下であることを特徴とするポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
    0.6 ≦(M1+M2/2)/P≦ 1.3
    (M1:Mg,Mn,Caから選ばれる2価の金属元素含有量(mol/t)、
    M2:Li,Na,Kから選ばれる1価の金属元素含有量(mol/t)、
    P:リン元素含有量(mol/t))
  2. 金属元素であるMg,Ca,Liの含有量の合計が0.1ppm未満であることを特徴とする請求項1記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
  3. 290℃、20分間溶融時の線状オリゴマー発生量が210μg/g以下であることを特徴とする請求項1または2記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
  4. ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中に含まれる内部粒子の最大粒径が0.3μm以下であり、溶液ヘイズが1.0%以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
  5. リン元素の含有量が15〜45ppmであることを特徴とする請求項1に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
  6. COOH末端基が25〜40eq/tであり、湿熱処理前後のCOOH末端基の増加量が80eq/t以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
  7. 固有粘度が0.60〜0.70、COOH末端基量が5〜20eq/t、環状3量体オリゴマーが0.40重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。
  8. 請求項1に記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物からなるポリエステルフィルム。
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