KR20110065827A - Polyester resin with enhanced crystallization rate - Google Patents

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KR20110065827A
KR20110065827A KR1020090122499A KR20090122499A KR20110065827A KR 20110065827 A KR20110065827 A KR 20110065827A KR 1020090122499 A KR1020090122499 A KR 1020090122499A KR 20090122499 A KR20090122499 A KR 20090122499A KR 20110065827 A KR20110065827 A KR 20110065827A
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김태영
김종량
김지현
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Abstract

PURPOSE: A method for preparing a polyester resin is provided to improve a crystallization rate and productivity by controlling crystallization features of the polyester resin using an antimony-free catalyst. CONSTITUTION: A method for preparing a polyester resin comprises the steps of: (i) performing esterification of slurry including a dicarboxylic acid compound, diol compound, and catalyst compound; (ii) polycondensing the resultant obtained by esterification; (iii) manufacturing pellets by extruding the polycondensed reactant; and (iv) performing solid phase polymerization by crystallizing the pellets. The catalyst compound has an antimony content of 50 ppm or less.

Description

결정화 속도가 향상된 폴리에스테르수지 {Polyester resin with enhanced crystallization rate}Polyester resin with enhanced crystallization rate

본 발명은 병, 쉬트, 필름 등의 재료로 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 PET) 수지 제조 공정에서 PET 수지 내에 안티몬 성분의 총 함유량이 50 ppm 이하이면서도, 결정화 과정이 요구되는 용도에 적합하도록 결정화 속도가 향상된 PET 수지 및 그의 제조에 관한 것이다.The present invention provides a crystallization rate that is suitable for applications requiring a crystallization process while having a total content of antimony in the PET resin of 50 ppm or less in a polyethylene terephthalate (PET) resin manufacturing process used as a material for bottles, sheets, and films. Relates to improved PET resins and their preparation.

PET는 테레프탈산(terephthalic acid)으로 대표되는 디에시드(diacid) 성분과 에틸렌 글리콜로 대표되는 디올(diol) 성분으로부터 중합되어, 섬유, 필름은 물론, 병, 쉬이트 등 포장재의 재료로서 사용되고 있다. 이미 널리 알려진 공지의 사실로서, PET의 제조공정은 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 250℃ 내외에서 에스테르화 반응을 진행하여 bis (hydroxyl ethyl terephthalate)를 만든 후, 이 bis (hydroxyl ethyl terephthalate)를 0.1 ~ 10 torr의 진공도 및 280 ℃ 내외의 조건에서 중축합(polycondensation) 반응을 진행하여 PET 중합체를 얻게 된다. 이중 첫째 반응인 에스테르화 반응은 테레프탈산의 자촉매 반응(auto-catalytic reaction) 으로서 별도의 촉매가 없어도 반응이 진행되지만, 두 번째 반응인 중축합 반응은 별도의 중축합 반응 촉매를 필요로 하게 된다. 현재 세계적으로 생산되고 있는 대부분의 PET는 안티몬 옥사이드 (Sb2O3), 안티몬 아세테이트 (Sb(CH3COO)3)등 안티몬 계 촉매를, 폴리머 중량에 대한 안티몬 원소 함량 기준으로 150 ~ 250 ppm 정도 사용하여 제조되고 있다. 그러나 안티몬은 중금속의 일종이므로 식품 및 음료의 용기의 재료로서 사용되고 있는 PET의 용도를 감안할 때, 안티몬 계 촉매의 사용량 또는 PET 용기로부터의 안티몬 침출량에 대하여 규제하려는 움직임이 있으며, 특히 미국 (FDA), 유럽 (EU directives), 일본 등의 국가에서는 PET 용기로부터 안티몬 등 중금속의 이행(移行)량 (migration amount)을 일정 수준 이하로 제한하고 있다. 이러한 안전성에 관한 끊이지 않는 논란에도 불구하고, 현재까지도 안티몬 계 촉매가 PET 중축합 촉매로서 가장 폭넓게 사용되고 있으나, 최근 안티몬 계 이외의 polyester 중축합 촉매를 사용하여 PET를 제조하는 기술이 시도되기도 하는데, 티타늄 계 또는 게르마늄 계 등을 PET의 중축합 촉매로 사용하여 PET를 제조하는 것이 그 한 예이다. 이러한 非-안티몬 계 촉매는 기존 널리 사용되는 안티몬 계 촉매와 비교할 때, 여러 가지 특징을 가지고 있다. 예컨대 이산화 게르마늄(germanium dioxide) 촉매는 산화 안티몬(antomony oxide) 촉매보다 활성이 우수하여 50 ~ 200 ppm의 적은 투입량으로도 중축합 반응을 진행시킬 수 있으나, 촉매의 가격이 매우 비싸고 중축합 반응 중 계외로 유출되는 에틸렌글리콜 성분과 함께 촉매 성분이 유출되어, 반응 중 계내 존재하는 촉매 함량이 변동하여 공정 제어를 어렵게 하고, 일반적인 안티몬 계 촉매로 중합된 PET보다 재료비가 상승하는 단점이 있다. (미국 등록 특허 4133800, 미국 공개특허 2008 / 0051530 A1) PET is polymerized from a diacid component represented by terephthalic acid and a diol component represented by ethylene glycol, and is used as a material for packaging materials such as bottles, sheets, as well as fibers and films. As a well-known fact, PET production process is carried out by esterifying terephthalic acid and ethylene glycol at around 250 ° C. to produce bis (hydroxyl ethyl terephthalate), and then converting bis (hydroxyl ethyl terephthalate) to 0.1 to 10 torr. The polycondensation reaction is carried out at a vacuum degree of about 280 ° C. and a PET polymer is obtained. The first reaction, the esterification reaction, is an auto-catalytic reaction of terephthalic acid. The reaction proceeds without a separate catalyst, but the second reaction, the polycondensation reaction, requires a separate polycondensation catalyst. Most of PET produced in the world is based on antimony catalysts such as antimony oxide (Sb 2 O 3 ) and antimony acetate (Sb (CH 3 COO) 3 ). It is manufactured using. However, since antimony is a heavy metal, there is a movement to regulate the amount of antimony catalyst or the amount of antimony leaching from PET containers, considering the use of PET as a material for food and beverage containers. In countries such as Europe, EU directives and Japan, the migration amount of heavy metals such as antimony from PET containers is limited to a certain level. Despite the unremitting controversy regarding safety, antimony-based catalysts are still widely used as PET polycondensation catalysts to date, but a technique for producing PET using polyester polycondensation catalysts other than antimony-based catalysts has recently been attempted. One example is the production of PET using a poly- or germanium-based catalyst as a polycondensation catalyst of PET. These non-antimony catalysts have a number of characteristics when compared to the widely used antimony catalysts. For example, germanium dioxide catalysts are more active than antimony oxide catalysts, allowing the polycondensation reaction to proceed with a small amount of 50 to 200 ppm, but the catalyst is very expensive and the polycondensation reaction is carried out. The catalyst component flows out together with the ethylene glycol component flowing out, and the catalyst content in the system is changed during the reaction, making it difficult to control the process, and the material cost is higher than that of the PET polymerized with a general antimony catalyst. (US Patent 4133800, US Patent Publication 2008/0051530 A1)

또 다른 非-안티몬 계 촉매로서 자주 사용되는 티타늄 계 촉매는 반응 활성 측면에서 안티몬 및 게르마늄 계와 비교할 때 가장 우수하여 5 ~ 20 ppm의 작은 함량의 촉매로도 반응을 진행시킬 수 있으나, 폴리머 색상을 황변시키는 문제가 있다. 이러한 변색을 유발시키는 부반응의 활성을 제어하기 위하여, 적절한 안정제를 사용하고 촉매 투입량을 일정 수준 이하로 제한하는 기술이 공개된 바 있다. (일본 공개특허 2001-200044, 일본 공개특허 2000-143789) Titanium based catalysts, which are often used as non-antimony based catalysts, are the best in terms of reaction activity compared to antimony and germanium based catalysts, and can be reacted with small catalysts of 5 to 20 ppm. There is a yellowing problem. In order to control the activity of side reactions that cause such discoloration, techniques for using appropriate stabilizers and limiting the catalyst input to a certain level have been disclosed. (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-200044, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-143789)

위에서 언급한 비- 안티몬 계 촉매, 즉 게르마늄 계 또는 티타늄 계 촉매를 사용하여 폴리에스터를 중합할 경우, 제조된 PET 수지는 (기존의 안티몬 계 촉매를 사용한 PET 수지와 비교할 때) 여러 가지 측면에서 다른 물성을 보이게 되는데, 이중 주목할 만한 물성의 변화 중 한가지가 수지의 결정화 속도가 느려진다는 점이다. 이와 관련한 선행 특허로서, 미국 특허 제7129317호에서는 대표적인 고분자 재료의 열분석기로 널리 사용되고 있는 DSC (Differential Scanning Calorimeter)를 사용하여 10℃/min의 scan 속도로 측정하였을 때, 승온 결정화 온도 (Tch)가 140℃ 이상이 되며 안티몬 함량이 25 ppm 이하가 되는 PET 수지를 기재하고 있다. 다시 말해, 기존에 사용하여 왔던 안티몬 계 촉매를 사용한 PET 수지에 비하여, non-안티몬 계 촉매인 티타늄 계 또는 게르마늄 계 촉매를 사용하여, PET 수지에 포함된 안티몬 함량이 일정한 수준 이하인 PET를 생산할 경우, 결정화 속도가 주목할 만큼 느려진 PET를 얻게 되는데, 앞서 언급한 미국 특허 제7129317호는 이 점에 착안하여 결정화 속도의 지표인 DSC상의 결정화 온도를 140℃ 이상으로 한정하고 청구항의 권리 범위에 포함하여 기재하였다. When polymerizing polyesters using the above-mentioned non-antimony-based catalysts, i.e., germanium-based or titanium-based catalysts, the PET resin produced is different in several respects (compared to PET resins using conventional antimony-based catalysts). One of the notable changes in physical properties is the slow crystallization rate of the resin. As a related patent, in US Pat. No. 7129317, a temperature rising crystallization temperature (T ch ) when measured at a scan rate of 10 ° C./min using DSC (Differential Scanning Calorimeter), which is widely used as a thermal analyzer of representative polymer materials, is used. The PET resin is described above is 140 ℃ or more and the antimony content is 25 ppm or less. In other words, when using a non-antimony-based titanium or germanium-based catalyst, compared to the PET resin using an antimony-based catalyst that has been used in the past, when producing a PET having a certain level or less of antimony contained in the PET resin, The crystallization rate is remarkably slowed to obtain PET, US Patent No. 729317, mentioned above, focuses on this point to limit the crystallization temperature on DSC, which is an indicator of the rate of crystallization, to 140 ° C. or more and to include it in the scope of the claims. .

PET 수지의 결정화 특성은 PET 수지의 가공 및 PET 성형품의 물성에 큰 영향을 끼치게 된다. 예컨대, 투명한 PET 성형품을 얻고자 할 경우에는 PET 결정화 속도가 느린 경우가 빠른 경우보다 유리한데, 이것은 성형가공 중 수지의 결정화가 성형품의 투명도를 훼손하기 때문이다. 그러나 거꾸로 이러한 결정화 특성을 활용하여 PET 성형품을 성형하는 경우도 있다. 예를 들면 고온 충진이 가능한 ‘hot-fillable PET bottle’ 을 제조할 경우, PET 병의 내열도를 향상시키기 위하여, 제병 공정 중 병목 부위를 결정화시키고 병 금형의 온도를 PET 수지의 결정화 온도인 130 ~ 170 ℃까지 올린 상태에서 제병 공정을 진행하여 병 몸체 부분의 결정화도를 30 % 이상으로 상승시켜 병의 내열도를 향상시키는, 이른바 ‘heat-set 기술’ 이 적용되고 있다. 현재의 hot-fill bottle 제조 공정은 대부분 기존에 사용되어 온 안티몬 계 PET 수지의 결정화 특성에 맞추어 제작되어 설치되어 있으므로, 만약 환경과 인체에 더욱 친화적이라 여겨지는 非안티몬 (non-안티몬) 계 촉매를 사용하여 PET 수지를 사용하여 가공할 경우, 수지의 결정화 속도가 느려지는 차이로 인해 결정화 공정의 온도 및 체류시간 등의 공정 조건을 조절하거나, 결정화 공정의 생산성이 떨어지거나, 또 어떤 경우에는 결정화 공정의 성형기 일부를 변경 또는 교체해야 하는 문제가 발생할 수 있다.The crystallization characteristics of the PET resin have a great influence on the processing of the PET resin and the physical properties of the PET molded article. For example, in order to obtain a transparent PET molded article, the case where the PET crystallization rate is slow is more advantageous than the case where the crystallization of the resin during the molding process impairs the transparency of the molded article. However, in some cases, PET molded articles are molded by utilizing these crystallization characteristics. For example, when manufacturing a 'hot-fillable PET bottle' capable of high temperature filling, in order to improve the heat resistance of the PET bottle, the bottleneck part is crystallized during the bottle making process, and the temperature of the bottle mold is 130 ~ The so-called 'heat-set technology' is applied to improve the heat resistance of the bottle by increasing the crystallization degree of the bottle body to 30% or more by proceeding the bottle making process at a temperature up to 170 ° C. Most of the current hot-fill bottle manufacturing processes are manufactured and installed in accordance with the crystallization characteristics of antimony PET resins, which have been used in the past, so that non-antimony catalysts which are considered to be more friendly to the environment and human body are used. When processing using PET resin, the process conditions such as temperature and residence time of the crystallization process may be adjusted due to the difference in the crystallization rate of the resin being lowered, or the productivity of the crystallization process is decreased, or in some cases, the crystallization process It may cause a problem to change or replace a part of the molding machine.

본 발명자는 non-안티몬 계 촉매로 제조된 PET 수지의 본질적 특성인 (안티몬계 촉매로 제조된 PET 수지의 결정화 속도보다) 느린 결정화 속도를 빠르게 조절하여, 안티몬 함량이 낮거나 또는 안티몬 성분이 없는, 보다 친환경적인 촉매를 사용하여 제조된 PET 수지를 사용할 경우에도, 기존의 결정화 공정 설비에서도 낮은 온도 또는 짧은 체류시간으로도 결정화가 진행될 수 있다는 점을 착안하여, DSC (Differential Scanning Calorimeter)를 사용하여 10℃/min 의 scan 속도로 측정하였을 때, 승온 결정화 온도 (Tch)가 145 ℃ 이하(以下)가 되며 안티몬 함량이 50 ppm 이하가 되는 PET 수지를 개발하게 되었다. The present inventors quickly adjust the slow crystallization rate (which is an intrinsic property of PET resins prepared with non-antimony-based catalysts) than the crystallization rate of PET resins produced with antimony-based catalysts, so that the antimony content is low or no antimony component is present. Even when using a PET resin manufactured using a more environmentally friendly catalyst, the crystallization can be performed even at a low temperature or a short residence time even in the existing crystallization process equipment, using DSC (Differential Scanning Calorimeter). When measured at a scan rate of ℃ / min, the PET resin with an elevated crystallization temperature (Tch) of less than 145 ℃ (below) and an antimony content of 50 ppm or less has been developed.

따라서 본 발명의 목적은 PET 수지 내의 안티몬 (안티몬) 금속 성분의 함량이 50 ppm 이하, 가장 바람직하게는 안티몬 함량이 zero 이며, 결정화 공정에서의 우수한 생산성 및 공정 특성을 위하여 기존 PET 수지보다 빠른 결정화 속도를 갖는 PET 수지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is that the antimony (antimony) metal content in the PET resin is 50 ppm or less, most preferably the antimony content is zero, and the crystallization rate is faster than the conventional PET resin for excellent productivity and process characteristics in the crystallization process To provide a PET resin and a method for producing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 일 측면의 본 발명에 따른 폴리에스터 수지의 제조방법은, Method for producing a polyester resin according to the present invention for achieving the above object,

(A) 디카르복시산 화합물, 디올 화합물, 촉매 화합물을 포함한 슬러리를 에스테르화 반응시키는 단계, (B) 상기 에스테르화 반응으로 얻어진 결과물을 축중합 반응시키는 단계, (C) 상기 축중합 반응물을 압출하여 펠렛을 제조하는 단계; 및 (D) 상기 펠렛을 결정화하여 고상중합을 실시하는 단계를 포함하며, 상기 촉매화합물은 안티몬 함량이 50 ppm이하이며, 결정화 속도 조절제가 상기 (A) 또는 (B) 단계에 첨가되는 것을 특징으로 한다. (A) esterifying a slurry containing a dicarboxylic acid compound, a diol compound, and a catalyst compound, (B) condensation-polymerizing the resultant obtained by the esterification reaction, (C) extruding the condensation-polymerization reactant to pellet Preparing a; And (D) crystallizing the pellets to perform solid phase polymerization, wherein the catalytic compound has an antimony content of 50 ppm or less, and a crystallization rate adjusting agent is added to step (A) or (B). do.

상기 목적을 달성하기 위한 타 측면의 본 발명에 따른 폴리에스터 수지는, 상기 제조방법으로 제조되며, 수지 중 함유된 안티몬 함량이 50 ppm 이하이고, DSC를 사용하여 10 ℃/min의 scan 속도로 승온하며 측정할 때, 결정화 peak 온도 (Tch)가 145℃ 이하에서 나타나는 것을 특징으로 한다. Polyester resin according to the present invention of another aspect for achieving the above object is produced by the above production method, the antimony content contained in the resin is 50 ppm or less, using a DSC to increase the temperature at a scan rate of 10 ℃ / min When measured, the crystallization peak temperature (Tch) is characterized in that it appears at 145 ℃ or less.

본 발명에 의하면, 티타늄 계 또는 게르마늄 계 등의 안티몬-free 촉매를 사용하여 제조된 PET의 결정화 특성을 조절하여 결정화 속도를 빠르게 함으로써, 열고정 보틀, 열고정 필름 등 내열성이 요구되는 PET 성형품을 제조할 경우, 내열성을 상승시키기 위하여 수행되는 다양한 결정화 공정에서 보다 효과적으로 결정화 과정이 진행되는 非안티몬계 PET 수지 (안티몬-free PET)를 얻을 수 있다.According to the present invention, by adjusting the crystallization characteristics of PET produced using an antimony-free catalyst such as titanium-based or germanium-based to speed up the crystallization rate, PET molded articles requiring heat resistance such as heat-setting bottle and heat-setting film are manufactured. In this case, a non-antimony-based PET resin (antimony-free PET) can be obtained in which the crystallization process proceeds more effectively in various crystallization processes performed to increase heat resistance.

본 발명의 또 하나의 기술적 의의로서, 현재의 안티몬계 PET의 결정화 속도 물성에 맞추어져 제작된 대부분의 열 고정 제병 설비 및 열 고정 필름 공정 설비 등 현재의 결정화 공정 설비들을, 환경친화적인 非안티몬계 PET 수지를 사용할 경우에도, 별도의 설비 개조나 결정화 공정 조건의 급격한 변화 없이도 사용할 수 있 게 되는 장점이 있다.As another technical significance of the present invention, most of the current crystallization process equipments, such as most heat-fixing mills and heat-fixing film processing equipments, manufactured according to the crystallization rate properties of current antimony-based PET, are environmentally friendly non-antimony-based. Even when using a PET resin, there is an advantage that it can be used without a separate facility modification or a sudden change in the crystallization process conditions.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 보다 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the technical spirit of the present invention will be described in more detail.

본 발명은 결정화속도가 조절된 비-안티몬 계 촉매를 사용한 폴리에스터 수지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 글리콜 변성 폴리에스테르(Glycol modified polyester; PETG), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리프로필렌테레프탈레이트(PPT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 수지 등을 포함하며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지일 수 있다.The present invention relates to a polyester resin using a non-antimony-based catalyst having a controlled crystallization rate. The polyester resin according to the present invention is polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), glycol modified polyester (Glycol modified polyester (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene terephthalate (PPT) , Polytrimethylene terephthalate (PTT) resin, and the like, and preferably polyethylene terephthalate resin.

PET 수지는 당해 분야에 공지된 바에 따라, 통상적으로 디카르복실산과 디올로부터 중합된다. 상기 PET 수지의 중합시 사용되는 디카르복실산과 그 유도체로는 주로 테레프탈산(TPA), 아이소프탈산(isophthalic acid; IPA), 나프탈렌 2,6-디카르복실산(2,6- naphthalenedicarboxylic acid; 2,6-NDA), 디메틸테레프탈산(DMT), 디메틸이소프탈산(dimethylisophthalate; DMI), 디메틸 나프탈렌 2,6-디카르복실산(dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate; 2,6-NDC) 등이 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다PET resins are typically polymerized from dicarboxylic acids and diols, as known in the art. Dicarboxylic acids and derivatives thereof used in the polymerization of the PET resin are mainly terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA), naphthalene 2,6-dicarboxylic acid (2,6-naphthalenedicarboxylic acid; 2, 6-NDA), dimethyl terephthalic acid (DMT), dimethylisophthalate (DMI), dimethyl naphthalene 2,6-dicarboxylic acid (dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate; 2,6-NDC), but are not limited thereto. It doesn't become

본 명세서에서 사용하는 "디올 성분"이라는 용어는 에틸렌글리콜을 주로 지칭하는 것이지만, 다른 디올, 예를 들어, 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-프로판 디올, 1,4-사이클로헥산-디메탄올 및 네오펜틸 글리콜로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌 글리콜 또는 사이클로헥산 디메탄올을 사용한다.The term "diol component" as used herein refers mainly to ethylene glycol, but other diols such as monoethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-propane diol, 1, One or more selected from the group consisting of 4-cyclohexane-dimethanol and neopentyl glycol can be used, preferably ethylene glycol or cyclohexane dimethanol is used.

본 발명에 따른 제조방법에 있어, 상기 디카르복실산의 원료로서 테레프탈산(TPA) 및 디메틸테레프탈산(DMT) 중 하나를 전체 산 몰 수 대비 90 mol% 이상 사용하고, 상기 디올화합물로서 에틸렌 글리콜을 전체 디올 몰 수 대비 90 mol% 이상 사용하여 수행되는 것이 바람직하다. 상기 주요 성분의 몰%가 충분치 않은 경우는 폴리에스터의 물성이 PET와 매우 다르게 변화되어 결정성 PET 수지에 적합하게 개발된 용도로의 적용이 어렵게 되는 문제가 있어 바람직하지 않다. In the production method according to the present invention, as a raw material of the dicarboxylic acid, one of terephthalic acid (TPA) and dimethyl terephthalic acid (DMT) is used in an amount of 90 mol% or more relative to the total number of moles of acid, and the whole ethylene glycol is used as the diol compound. It is preferably carried out using 90 mol% or more relative to the number of moles of diol. If the mole% of the main component is not sufficient, there is a problem that the physical properties of the polyester is changed very differently from PET, so that it is difficult to apply to a purpose developed for crystalline PET resin.

본 발명의 일 구체예에 따르면 폴리에스테르 수지의 제조방법은 (A) 디카르복시산 화합물, 디올 화합물, 인계 안정제 화합물 및 결정화 속도 조절제를 혼합한 후 에스테르화 반응시키는 단계, (B) 상기 에스테르화 반응으로 얻어진 결과물에 촉매 화합물을 첨가한 후 축중합 반응시키는 단계, (C) 상기 축중합 반응물을 압출하여 펠렛을 제조하는 단계; 및 (D) 상기 펠렛을 결정화하여 고상중합을 실시하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a method for preparing a polyester resin includes (A) mixing a dicarboxylic acid compound, a diol compound, a phosphorus stabilizer compound, and a crystallization rate adjusting agent followed by an esterification reaction, and (B) the esterification reaction. Adding a catalyst compound to the resultant, followed by a condensation polymerization reaction, (C) extruding the condensation polymerization reactant to prepare pellets; And (D) crystallizing the pellets to perform solid phase polymerization.

본 발명의 다른 구체예에서, 본 발명의 폴리에스테르 수지의 제조방법은 (A) 디카르복시산 화합물, 디올 화합물, 및 인계 안정제 화합물을 혼합한 후 에스테르화 반응시키는 단계, (B) 상기 에스테르화 반응으로 얻어진 결과물에 촉매 화합물 및 결정화 속도 조절제를 첨가한 후 축중합 반응시키는 단계, (C) 상기 축중합 반응물을 압출하여 펠렛을 제조하는 단계; 및 (D) 상기 펠렛을 결정화하여 고상중합을 실시하는 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the method for producing a polyester resin of the present invention comprises the steps of (A) a dicarboxylic acid compound, a diol compound, and a phosphorus stabilizer compound followed by esterification reaction, (B) the esterification reaction Adding a catalyst compound and a crystallization rate regulator to the resultant, followed by a condensation polymerization reaction, (C) extruding the condensation polymerization reactant to prepare pellets; And (D) crystallizing the pellets to perform solid phase polymerization.

상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 촉매로서 종래의 안티몬 성분을 바람직하게 50ppm 이하, 보다 바람직하게는 30 ppm 이하, 가장 바람직하게는 포함하지 않으며, 상기 안티몬 성분의 촉매 대신에, 티타늄 화합물 또는 게르마늄 화합물을 촉매로서 사용하며, 티타늄 화합물은 예를 들어, 티타늄 옥사이드, 티타늄 킬레이트 화합물, 테트라-n-프로필 티타네이트, 테트라-이소푸로필 티타네이트, 테트라-n-부틸 티타네이트, 테트라-이소부틸 티타네이트, 부틸-이소프로필 티타네이트 등에서 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 변색을 일으키는 부반응을 제어하기 위하여 폴리머 중량을 기준으로 티타늄 원소의 함량이 1 내지 50 ppm인 것이 바람직하다. As described above, in the present invention, the conventional antimony component is preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, and most preferably does not contain the conventional antimony component as a catalyst. Instead of the catalyst of the antimony component, a titanium compound or a germanium compound is used. Is used as a catalyst, and the titanium compound is, for example, titanium oxide, titanium chelate compound, tetra-n-propyl titanate, tetra-isofurophyll titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-isobutyl titanate At least one selected from butyl-isopropyl titanate and the like may be used, and the amount of the titanium element is preferably 1 to 50 ppm based on the weight of the polymer in order to control side reactions causing discoloration.

또한 게르마늄 화합물로서는 게르마늄 디옥사이드가 바람직하게 사용되며, 그 사용량은 경제성 및 공정제어의 측면에서 폴리머 중량을 기준으로 게르마늄의 원소의 함량이 10 내지 200 ppm인 것이 바람직하다. In addition, germanium dioxide is preferably used as the germanium compound, and the amount of the germanium compound is preferably 10 to 200 ppm based on the polymer weight in view of economical efficiency and process control.

또한 상기 인 계 안정제로서 트리에틸 포스페이트 (tri-ethyl phosphate), 트리 메틸 포스페이트 (tri-methyl phosphate), 트리 페닐 포스페이트 (tri-phenyl phosphate), 인산 (phosphoric acid), 아인산 (phosphorous acid) 등의 화합물 중에서 선택된 1종을 사용하며, 이렇게 선택된 인계 안정제를 폴리머 중량 대비 인 원자 함량 기준으로 3 내지 50 ppm이 되도록 투입하며, 바람직한 투입 시점 및 위치로서 에스테르화 반응 초기에, 더욱 바람직하게는 에스테르화 반응 이전의 슬러리에 투입하는 것이 바람직하다. 인계 안정제의 함량이 인 원자 기준으로 3 ppm보다 낮으면 폴리머의 색상이 나빠지고 아세트알데하이드 등 열분해 반응에 의한 부산물의 농도가 높아지는 단점이 있고, 인계 안정제의 함량이 인 원자 기준으로 50 ppm 보다 높게 되면 용융중합 및 고상중합에서의 반응 속도가 낮아지는 단점이 있다.In addition, compounds such as tri-ethyl phosphate, tri-methyl phosphate, tri-phenyl phosphate, phosphoric acid, and phosphorous acid may be used as the phosphorus stabilizer. The selected phosphorus stabilizer is added to 3 to 50 ppm based on the phosphorus atom content relative to the weight of the polymer, and preferably at the beginning of the esterification reaction, more preferably before the esterification reaction, as the preferred loading point and position. It is preferable to add to a slurry of. When the content of phosphorus stabilizer is lower than 3 ppm on the basis of phosphorus atom, the color of the polymer becomes poor and the concentration of by-products due to pyrolysis reaction, such as acetaldehyde, is increased. When the content of phosphorus stabilizer is higher than 50 ppm on the basis of phosphorus atom, There is a disadvantage in that the reaction rate in melt polymerization and solid phase polymerization is lowered.

본 발명에서는, 에스테화반응 시에 결정화 속도 조절제를 첨가하게 되는데, 바람직한 결정화 속도 조절제는 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 카본블랙(carbon black), 클레이(clay), 실리콘디옥사이드(silicon dioxide), 탈크(talc), 마이카(mica), 스테아린산(stearic acid), 탄소수 10개 이상이며 분자량이 10,000 이하의 선형 지방산, 분자량이 10,000 이하의 선형 polymer 중에서 선택된 한가지 이상의 재료로부터 선택될 수 있다. In the present invention, the crystallization rate control agent is added during the esterification reaction, and the preferred crystallization rate control agent is low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, carbon black. , Clay, silicon dioxide, talc, mica, stearic acid, linear fatty acids with 10 or more carbon atoms and molecular weight of 10,000 or less, linear polymers with molecular weight of 10,000 or less It may be selected from one or more materials selected.

본 발명에 사용되는 상기 결정화 속도 조절제의 사용량은 너무 적으면 효과가 없으며, 적정 량 이상으로 과다하게 사용하면 결정화는 빨라질 수 있으나, 폴리머의 색조 및 투명도를 떨어뜨리는 단점이 있다. 따라서, 상기 결정화 속도 조절제 는 폴리머의 중량을 기준으로 0.5~500ppm 포함하는 것이 바람직하다. If the amount of the crystallization rate adjusting agent used in the present invention is too small, there is no effect. When used in excess of an appropriate amount, the crystallization may be faster, but there is a disadvantage that the color tone and transparency of the polymer are lowered. Therefore, the crystallization rate regulator preferably contains 0.5 to 500ppm based on the weight of the polymer.

바람직하게, 본 발명은 디카르복시산(테레프탈산 및 선택적으로 이소프탈산을 더 포함)과 디올(에틸렌 글리콜 또는 사이클로헥산 디메탄올)을 주 성분으로 하여 촉매, 결정화 속도 조절제를 준비된 탱크에서 교반하여 슬러리를 만든 후 에스테르화 반응기로 이송하고, 에스테르화 반응이 적어도 90% 이상까지 진행된 후 축중합 반응기로 이송하여 축중합(또는 중축합이라고도 함)을 실시한다. 이후, 축중합반응에서 중합도 100 이상까지 반응시킨 후 물속에서 커팅을 실시하여 고유점도(I.V) 0.5-0.7(dl/g)의 펠렛을 만든다.Preferably, the present invention is prepared by preparing a slurry by stirring a catalyst and a crystallization rate regulator in a prepared tank using dicarboxylic acid (terephthalic acid and optionally further isophthalic acid) and diol (ethylene glycol or cyclohexane dimethanol) as main components. It is transferred to an esterification reactor, the esterification reaction proceeds to at least 90% or more, and then to the condensation polymerization reactor to carry out condensation polymerization (or also called polycondensation). Thereafter, the reaction is carried out up to 100 degrees or more in the condensation polymerization, and then cut in water to make pellets having an intrinsic viscosity (I.V) of 0.5-0.7 (dl / g).

커팅한 펠렛은 고상중합(SSP)기로 이송하여 고유점도 0.7-0.9(dl/g)의 용기성형용 폴리에스테르 수지를 제조한다.The cut pellets are transferred to a solid state polymerization (SSP) machine to prepare a polyester resin for container molding having an inherent viscosity of 0.7-0.9 (dl / g).

또한, 본 발명에 있어서 에스테르화 반응은 당업계에 알려진 온도, 시간 및 압력조건에서 실시할 수 있으며, 바람직하게는 온도 230-270℃, 압력 0.5-3.0㎏/㎠의 조건에서 4 내지 10시간 동안으로 실시할 수 있다.In addition, the esterification reaction in the present invention can be carried out at the temperature, time and pressure conditions known in the art, preferably for 4 to 10 hours at a temperature of 230-270 ℃, pressure 0.5-3.0kg / ㎠ Can be carried out.

또한, 에스테르화 반응 중의 물은 즉시 제거 가능하도록 시스템을 구성한다.In addition, the system is configured such that water during the esterification reaction can be removed immediately.

상기 중축합 반응은 온도 270-290℃, 압력 0.1-2.0 torr의 조건에서 100 내지 300분간 실시할 수 있다. 중축합 반응으로 발생하는 에틸렌글리콜 및 부산물은 즉시 제거가능 하도록 시스템을 구성한다.The polycondensation reaction may be performed for 100 to 300 minutes under conditions of a temperature of 270-290 ° C. and a pressure of 0.1-2.0 torr. Ethylene glycol and by-products resulting from the polycondensation reaction are configured to be readily removable.

고상중합 반응은 온도 190-230℃이고, 압력은 진공도 0.2-2.0 torr, 또는 질소 분위기하에서 실시할 수 있다.The solid phase polymerization reaction is at a temperature of 190 to 230 ° C., and the pressure can be carried out at a vacuum degree of 0.2 to 2.0 torr or under a nitrogen atmosphere.

이하, 본 발명을 실시예와 비교예를 예시하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples.

실시예Example 1 One

테레프탈산 151 Kg, 이소프탈산 3.5 Kg 및 에틸렌글라이콜 62 Kg을 원료로, 트리에틸포스페이트 9 g를 안정제로, 그리고 고밀도 폴리에틸렌 성분 3.6 g을 결정화 속도 조절제로 사용하여 기존에 알려진 방법, 즉 250℃, 1.5 기압에서 6 시간 동안 에스테르화 반응을 진행한 후, 게르마늄 옥사이드 (GeO2) 19 g을 투입하고, 계속하여 275℃, 0.5 내지 2 torr의 진공도에서 200 분 동안 폴리에스터 중축합반응을 진행하여 PET 폴리머를 용융중합에서 얻은 후, 이를 pelletizing 한 후 210℃ 질소 분위기에서 12 시간동안 고상중합을 진행하여 고유점도 0.76 dl/g의 PET를 고상중합에서 얻었다. 151 Kg of terephthalic acid, 3.5 Kg of isophthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol as raw materials, 9 g of triethylphosphate as stabilizer and 3.6 g of high density polyethylene component as crystallization rate regulators, namely 250 ° C., After the esterification reaction at 1.5 atmosphere for 6 hours, 19 g of germanium oxide (GeO2) was added thereto, followed by a polyester polycondensation reaction at 275 ° C. and a vacuum degree of 0.5 to 2 torr for 200 minutes. Was obtained by melt polymerization, pelletized and then subjected to solid phase polymerization in a nitrogen atmosphere at 210 ° C. for 12 hours to obtain PET having an intrinsic viscosity of 0.76 dl / g in solid phase polymerization.

실시예Example 2  2

테레프탈산 151 Kg, 이소프탈산 3.5 Kg 및 에틸렌글라이콜 62 Kg을 원료로, 트리에틸포스페이트 9 g를 안정제로, 그리고 저밀도 폴리에틸렌 성분 3.6 g을 결정화 속도 조절제로 사용하여, 기존에 알려진 방법, 즉 250℃, 1.5 기압에서 에스테르화 반응을 6 시간 동안 진행한 후, 게르마늄 옥사이드 (GeO2) 14.3 g 과 안티몬 옥사이드(Sb2O3) 9 g을 투입하고, 계속해서 275℃, 0.5 내지 2 torr의 진공도에서 200 분간 폴리에스터 중축합반응을 진행하여 PET 폴리머를 용융중합에서 얻은 후, 이를 pelletizing 한 후 210℃ 질소 분위기에서 12 시간 동안 고상중합을 진행하여 고유점도 0.74 dl/g의 PET를 고상중합에서 얻었다.151 Kg of terephthalic acid, 3.5 Kg of isophthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol as raw materials, 9 g of triethylphosphate as stabilizer and 3.6 g of low density polyethylene component as crystallization rate regulators, namely 250 ° C. After the esterification reaction was carried out at 1.5 atm for 6 hours, 14.3 g of germanium oxide (GeO 2 ) and 9 g of antimony oxide (Sb 2 O 3 ) were added thereto, followed by vacuum at 275 ° C. and a vacuum of 0.5 to 2 torr. PET polymer was obtained from melt polymerization by polyester polycondensation for 200 minutes, and then pelletized, followed by solid phase polymerization in a nitrogen atmosphere at 210 ° C. for 12 hours to obtain PET having an intrinsic viscosity of 0.74 dl / g in solid phase polymerization.

실시예Example 3  3

테레프탈산 151 Kg, 이소프탈산 3.5 Kg 및 에틸렌글라이콜 62 Kg을 원료로, 트리에틸포스페이트 9 g를 안정제로, 그리고 고밀도 폴리에틸렌 성분 3.6 g을 결정화 속도 조절제로 사용하고, 티타늄 옥사이드계 촉매(Sachtleben사의 상표명 Hombifast PC) 12 g을 촉매로 사용한 것 이외의 조건은 실시예 1과 같이 하여 용융중합 및 고상중합을 진행한 결과, 고유점도 0.70 dl/g의 PET 수지를 얻었다. Titanium oxide-based catalyst (Sachtleben Co. Under the conditions other than using 12 g of Hombifast PC) as a catalyst, melt polymerization and solid phase polymerization were carried out in the same manner as in Example 1, whereby a PET resin having an inherent viscosity of 0.70 dl / g was obtained.

실시예Example 4  4

테레프탈산 151 Kg, 이소프탈산 3.5 Kg 및 에틸렌글라이콜 62 Kg을 원료로, 트리에틸포스페이트 9 g를 안정제로, 그리고 Adeka사 핵제 (상표명 T-1465N ) 성분 180 g을 결정화 속도 조절제로 사용하고, 티타늄 옥사이드계 촉매(Sachtleben사의 상표명 Hombifast PC) 9 g 과 안티몬 옥사이드 (Sb2O3) 9 g을 촉매로 사용한 것 이외의 조건은 실시예 1과 같이 하여 용융중합 및 고상중합을 진행한 결과 고유점도 0.72 dl/g의 PET 수지를 얻었다. Using 151 Kg of terephthalic acid, 3.5 Kg of isophthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol as a raw material, 9 g of triethylphosphate as a stabilizer, and 180 g of Adeka's nucleating agent (trade name T-1465N) as a crystallization rate regulator, titanium The inherent viscosity was 0.72 as a result of performing melt polymerization and solid phase polymerization in the same manner as in Example 1 except that 9 g of an oxide-based catalyst (trade name Hombifast PC Co., Ltd.) and 9 g of antimony oxide (Sb 2 O 3 ) were used as catalysts. A dl / g PET resin was obtained.

실시예Example 5  5

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜 62 Kg을 주재료로 사용한 점을 제외한 모든 실험조건을 실시예 1과 같이 진행하여, 고상중합 후 얻어진 PET 수지의 고유점도는 0.73 dl/g의 이었다. All experimental conditions were conducted in the same manner as in Example 1 except that 154.5 Kg of terephthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol were used as the main materials, and the intrinsic viscosity of the PET resin obtained after the solid phase polymerization was 0.73 dl / g.

실시예Example 6 6

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜 62 Kg을 주재료로 사용한 점을 제외한 모든 실험조건을 실시예 3과 같이 진행하여, 고상중합 후 얻어진 PET 수지의 고유점도는 0.73 dl/g의 이었다. All experimental conditions were conducted in the same manner as in Example 3 except that 154.5 Kg of terephthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol were used as the main materials, and the intrinsic viscosity of the PET resin obtained after the solid phase polymerization was 0.73 dl / g.

실시예Example 7 7

테레프탈산 154.5 Kg, 에틸렌글라이콜 60 Kg 및 사이클로헥산 디메탄올(Cyclohexane dimethanol) 3.1 Kg을 주재료로 사용하고, 스테아르산(stearic acid) 360 g을 결정화 속도 조절제로 사용한 점을 제외한 모든 실험조건을 실시예 1과 같이 진행하여, 고상중합 후 얻어진 PET 수지의 고유점도는 0.76 dl/g의 이었다. All experimental conditions were used except that 154.5 Kg of terephthalic acid, 60 Kg of ethylene glycol and 3.1 Kg of cyclohexane dimethanol were used as main materials, and 360 g of stearic acid was used as a crystallization rate regulator. Proceeding as described above, the intrinsic viscosity of the PET resin obtained after the solid state polymerization was 0.76 dl / g.

실시예Example 8 8

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜 60 Kg 및 사이클로헥산 디메탄올 3.1 Kg을 주재료로 사용하고, 스테아르산 360 g을 결정화 속도 조절제로 사용한 점을 제외한 모든 실험조건을 실시예 3과 같이 진행하여, 고상중합 후 얻어진 PET 수지의 고유점도는 0.74 dl/g이었다. Solid phase polymerization was carried out in the same manner as in Example 3 except that 154.5 Kg of terephthalic acid, 60 Kg of ethylene glycol and 3.1 Kg of cyclohexane dimethanol were used as the main materials, and 360 g of stearic acid was used as a crystallization rate regulator. The intrinsic viscosity of the obtained PET resin was 0.74 dl / g.

비교예Comparative example 1 One

테레프탈산 151 Kg, 이소프탈산 3.5 Kg 및 에틸렌글라이콜을 62 Kg을 원료로, 트리에틸포스페이트 9 g를 안정제로 사용하여 기존에 알려진 방법, 즉 250℃, 1.5 기압에서 에스테르화 반응을 진행한 후, 게르마늄 옥사이드 19 g을 촉매로 투입하고, 계속해서 275℃, 0.5 내지 2 torr의 진공도에서 폴리에스터 중축합반응을 진행하여 PET 폴리머를 용융중합에서 얻은 후, 이를 pelletizing 한 후 210℃ 질소 분위기에서 16 시간동안 고상중합을 진행하여 고유점도 0.77 dl/g의 PET를 고상중합에서 얻었다. After esterification at 151 Kg of terephthalic acid, 3.5 Kg of isophthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol as a raw material, and 9 g of triethylphosphate as a stabilizer, a known method, that is, 250 ° C and 1.5 atm, 19 g of germanium oxide was added as a catalyst, followed by a polyester polycondensation reaction at 275 ° C. and a vacuum degree of 0.5 to 2 torr to obtain a PET polymer by melt polymerization, and then pelletizing it for 16 hours in a 210 ° C. nitrogen atmosphere. During the solid phase polymerization, PET having an intrinsic viscosity of 0.77 dl / g was obtained in the solid phase polymerization.

비교예Comparative example 2 2

테레프탈산 151 Kg, 이소프탈산 3.5 Kg 및 에틸렌글라이콜을 62 Kg을 주재료로, 트리에틸포스페이트 9 g를 안정제로 사용하여 기존에 알려진 방법, 즉 250℃, 1.5 기압에서 에스테르화 반응을 진행한 후, 티타늄 옥사이드 계 촉매(Sachtleben사의 상표명 Hombifast PC) 12 g 을 촉매로 투입하고, 계속해서 275℃, 0.5 내지 2 torr의 진공도에서 폴리에스터 중축합반응을 진행하여 PET 폴리머를 용융중합에서 얻은 후, 이를 pelletizing 한 후 210℃ 질소 분위기에서 16 시간동안 고상중합을 진행하여 고유점도 0.73 dl/g의 PET를 고상중합에서 얻었다. After using 151 Kg of terephthalic acid, 3.5 Kg of isophthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol as a main material and 9 g of triethylphosphate as a stabilizer, the esterification reaction was carried out at a known method, that is, 250 ° C and 1.5 atm. 12 g of titanium oxide catalyst (Sachtleben Corporation Hombifast PC) was charged as a catalyst, followed by a polyester polycondensation reaction at 275 ° C. and a vacuum degree of 0.5 to 2 torr to obtain a PET polymer by melt polymerization, and then pelletizing it. After the solid phase polymerization was carried out for 16 hours at 210 ℃ nitrogen atmosphere to obtain a PET of intrinsic viscosity 0.73 dl / g in the solid phase polymerization.

비교예Comparative example 3 3

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜을 62 Kg을 주재료로, 트리에틸포스페이트 9 g를 안정제로 사용하고, 게르마늄 옥사이드 19 g을 주촉매로 사용한 것 이외의 조건을 비교예 1과 같이 하여 용융중합 및 고상중합을 진행하여 고유점도 0.72 dl/g의 PET 수지를 얻었다. 154.5 Kg of terephthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol as the main material, 9 g of triethylphosphate as a stabilizer, and 19 g of germanium oxide as the main catalyst were subjected to melt polymerization and solid phase in the same manner as in Comparative Example 1. The polymerization was carried out to obtain a PET resin having an inherent viscosity of 0.72 dl / g.

비교예Comparative example 4 4

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜을 62 Kg을 주재료로, 티타늄 옥사이드 계 촉매(Sachtleben사의 상표명 Hombifast PC) 12 g을 촉매로 사용한 것 이외의 조건을 비교예 1과 같이 하여 용융중합 및 고상중합을 진행하여 고유점도 0.68 dl/g의 PET 수지를 얻었다. Melt polymerization and solid state polymerization were carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that 154.5 Kg of terephthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol were used as the main materials and 12 g of a titanium oxide catalyst (Hachbifast PC, manufactured by Sachtleben) was used as a catalyst. To give a PET resin having an intrinsic viscosity of 0.68 dl / g.

비교예Comparative example 5 5

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜을 62 Kg을 주재료로, 티타늄 옥사이드 계 촉매(Sachtleben사의 상표명 Hombifast PC) 9 g 과 안티몬 옥사이드 (Sb2O3) 9 g을 촉매로 사용한 것 이외의 조건을 비교예 1과 같이 하여 용융중합 및 고상중합을 진행하여 고유점도 0.70 dl/g의 PET 수지를 얻었다. Comparative Examples of 154.5 Kg of terephthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol as main materials, except that 9 g of titanium oxide catalyst (Hmbifast PC manufactured by Sachtleben) and 9 g of antimony oxide (Sb 2 O 3 ) were used as catalysts Melt polymerization and solid phase polymerization were carried out as in step 1 to obtain a PET resin having an inherent viscosity of 0.70 dl / g.

비교예Comparative example 6 6

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜을 62 Kg을 주재료로, 안티몬 옥사이드 (Sb2O3) 36 g을 촉매로 사용한 것 이외의 조건을 비교예 1과 같이 하여 용융중합 및 고상중합을 진행하여 고유점도 0.75 dl/g의 PET 수지를 얻었다. Melt polymerization and solid phase polymerization were carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that 154.5 Kg of terephthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol were used as the main materials and 36 g of antimony oxide (Sb 2 O 3 ) was used as a catalyst. 0.75 dl / g of PET resin was obtained.

비교예 7 Comparative Example 7

테레프탈산 154.5 Kg 및 에틸렌글라이콜을 62 Kg을 주재료로, 카본블랙 0.36 g을 결정화 핵제로, 안티몬 옥사이드 (Sb2O3) 36 g을 촉매로 각각 사용한 것 이외의 조건을 비교예 1과 같이 하여 용융중합 및 고상중합을 진행하여 고유점도 0.74 dl/g의 PET 수지를 얻었다. 154.5 Kg of terephthalic acid and 62 Kg of ethylene glycol were used as the main material, 0.36 g of carbon black was used as a crystallization nucleating agent, and 36 g of antimony oxide (Sb 2 O 3 ) was used as catalyst. Melt polymerization and solid state polymerization were performed to obtain a PET resin having an intrinsic viscosity of 0.74 dl / g.

실험예Experimental Example 1  One 프리폼Preform 성형, 물성 분석, 병 내열성 평가 테스트 Molding, physical property analysis, bottle heat resistance evaluation test

상기 실시예 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 비교예 1, 2, 3, 4 에서 얻어진 PET 수지를 각각 150 ℃, 1 torr 이하의 진공 오븐에서 10 시간 건조한 후, Nissei ASB 150 프리폼 사출기를 사용하여, 온도 290 ℃, 금형 냉각시간 6초, 총 cycle time 20초의 조건에서 중량 50 g의 투명한 프리폼을 사출하였다. 여기서 얻은 프리폼을 DSC (Differential Scanning Calorimeter)를 사용하여 10℃/min 의 scan 속도로 측정하였을 때, 승온 결정화 온도 (Tch)를 측하였고, ICP (Inductively coupled Plasma) 금속 함량 분석기를 사용하여 PET 프리폼 중 함유된 안티몬 함량을 분석하여 그 결과를 표 1에 정리하였다.Nissei ASB 150 preform injection machine after drying the PET resin obtained in Examples 1, 2, 3, 4, 5, 6 and Comparative Examples 1, 2, 3 and 4 for 10 hours in a vacuum oven at 150 ° C. and 1 torr or less, respectively. 50 g of a transparent preform was injected at a temperature of 290 ° C., a mold cooling time of 6 seconds, and a total cycle time of 20 seconds. The preform obtained here was measured at a scan rate of 10 ° C./min using a DSC (Differential Scanning Calorimeter) to measure the elevated temperature crystallization temperature (Tch), and in the PET preform using an ICP (Inductively coupled Plasma) metal content analyzer. The antimony content contained was analyzed and the results are summarized in Table 1.

위에서 소개한 대로 만들어진 프리폼을 Krupp사에서 제작한 LB01E 제병 성형기를 사용하여, 1차압 7 Kg/cm2, 2차압 25 Kg/cm2, 적외선 램프 히터 가열시간 26.5초, 프리폼 가열후 열평형 시간 8초, 적외선 램프 히터 가열한 후 blowing 직전 프리폼 온도 112 ~ 120℃, 병 금형 온도 150 ℃ 등의 동일한 제병 조건에서 제병 성형하여 ‘hot-fillable bottle’을 성형하였다. 이렇게 성형된 hot-fill bottle에 물을 담아 병의 부피를 측정하였다. 물을 다시 비운 후, 80 ℃의 오븐에 1시간 동안 보관한 후 동일한 방법으로 hot-fill bottle의 내부 부피를 측정하는 방법으로, 80℃ 오븐 체류에 의해 줄어든 병의 부피를 측정하여, 병의 내열도를 측정하였다. 이와 같은 방법으로 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지로 성형한 병 내열도를 80 ℃ 오븐 체류에 의한 부피 수축된 부피 변화량 및 병 부피 수축율을 측정하였다. 또한 병 측면 부위의 밀도를 밀도 구배관을 사용하여 측정하였고 다음 식에 의해 밀도에 따른 결정화도를 계산하였다. Preforms made as described above, using the LB01E bottle molding machine manufactured by Krupp, were designed to provide a primary pressure of 7 Kg / cm 2 , a secondary pressure of 25 Kg / cm 2 , an infrared lamp heater heating time of 26.5 seconds, and thermal equilibrium time of preform heating. Secondly, after heating the infrared lamp heater, the bottle was molded under the same bottle conditions such as preform temperature 112-120 ° C. and bottle mold temperature 150 ° C. immediately before blowing to form a 'hot-fillable bottle'. The volume of the bottle was measured by putting water in the molded hot-fill bottle. After emptying the water again, store it in an oven at 80 ℃ for 1 hour, and then measure the internal volume of the hot-fill bottle in the same way. The degree was measured. In this manner, the bottle heat resistance molded from the resins obtained in the Examples and Comparative Examples was measured for volume shrinkage and bottle volume shrinkage due to volume retention at 80 ° C. in an oven. In addition, the density of the flank of the bottle was measured using a density gradient tube and the crystallinity according to the density was calculated by the following equation.

X = (d - da) / (dc - da) × 100 <식 1>X = (d-da) / (dc-da) × 100 <Equation 1>

여기서 X 는 결정화도 Where X is the degree of crystallinity

d는 시료의 밀도d is the density of the sample

da는 100% 무정형상 PET의 밀도로서 1.333 g/ccda is the density of 100% amorphous PET, 1.333 g / cc

dc는 100% 결정상 PET의 밀도로서 1.455 g/ccdc is 1.455 g / cc as the density of 100% crystalline PET

실험예Experimental Example 2  2 HotHot -- fillablefillable prformprform 병목 결정화 테스트 Bottleneck Crystallization Test

상기 실시예 7에서 성형한 PET preform의 병목을 Frontier 병목 결정화 성형기를 사용하여 180 초 동안 동일한 적외선 히터 에너지를 사용하여 결정화시킨 후, 병목 부위의 밀도를 측정하는 방법으로 병목 부위의 결정화도를 측정하였다. 이와 같은 방법으로 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지로 성형한 병 목 부위의 결정화도를 비교한 결과가 표 1에 표시되어 있다.The bottleneck of the PET preform molded in Example 7 was crystallized using the same infrared heater energy for 180 seconds using the Frontier bottleneck crystallization molding machine, and then the crystallinity of the bottleneck was measured by measuring the density of the bottleneck. Table 1 shows the results of comparing the degree of crystallinity of the bottle necks molded with the resins obtained in the respective examples and the comparative examples in this manner.

이상의 실시예 및 비교예의 결과에서 알 수 있듯이, 결정화 속도가 개선된 비(非)안티몬계 (antimony-free) PET 수지를 사용함으로써 열에 대한 치수 안정성이 우수한 PET hot-fill bottle 제조가 가능함을 알 수 있다. 또한 본 기술의 효과가 적용된 이러한 결과는 비단 실시예 및 비교예에만 한정된 것이 아니며, 결정화가 수반되는 다양한 PET 성형 공정 및 용도, 예컨데 heat-set film, C-PET (결정화 PET), PET foam 등 다양한 용도 및 성형 방법에 적용될 수 있다. As can be seen from the results of the above examples and comparative examples, it can be seen that the production of PET hot-fill bottles with excellent dimensional stability against heat is possible by using an antimony-free PET resin with improved crystallization rate. have. In addition, the results of applying the effect of the present technology is not limited to only Examples and Comparative Examples, and various PET molding processes and applications involving crystallization, such as heat-set film, C-PET (crystallized PET), PET foam, etc. It can be applied to the use and molding method.

원료Raw material 촉매catalyst Resin
고유
점도
(dl/g)
Resin
inherence
Viscosity
(dl / g)
사용된 핵제Used nuclear agent 프리폼內
안티몬
함량
(ppm)
Preform 內
antimony
content
(ppm)
프리폼
결정화 온도,
Tch (℃)
Preform
Crystallization temperature,
Tch (℃)
오븐
체류후
병 부피
변화(cc)
Oven
After stay
Bottle volume
Change (cc)

수축율
(%)
bottle
Shrinkage
(%)

측면
결정화도
(%)
bottle
side
Crystallinity
(%)
병목
결정화도
(%)
bottleneck
Crystallinity
(%)
실시예 1Example 1 TPA, IPA, EGTPA, IPA, EG GeGe 0.760.76 HDPEHDPE ND*ND * 137137 3030 22 4343 3535 실시예 2Example 2 TPA, IPA, EGTPA, IPA, EG Ge, SbGe, Sb 0.740.74 LDPELDPE 4848 135135 2121 1.41.4 4242 3636 실시예 3Example 3 TPA, IPA, EGTPA, IPA, EG TiTi 0.700.70 HDPEHDPE NDND 138138 4242 2.82.8 4141 3333 실시예 4Example 4 TPA, IPA, EGTPA, IPA, EG Ti, SbTi, Sb 0.720.72 T1465NT1465N 4545 134134 2424 1.61.6 4444 3636 실시예 5Example 5 TPA, EGTPA, EG GeGe 0.730.73 HDPEHDPE NDND 132132 3535 2.32.3 4343 3636 실시예 6Example 6 TPA, EGTPA, EG TiTi 0.730.73 HDPEHDPE NDND 133133 4141 2.72.7 4545 3535 실시예 7Example 7 TPA, EG, CHDMTPA, EG, CHDM GeGe 0.760.76 stearic acidstearic acid NDND 142142 4646 3.13.1 4343 3434 실시예 8Example 8 TPA, EG, CHDMTPA, EG, CHDM TiTi 0.740.74 stearic acidstearic acid NDND 141141 4747 3.1.3.1. 4141 3333 비교예 1Comparative Example 1 TPA, IPA, EGTPA, IPA, EG GeGe 0.770.77 -- NDND 153153 7171 4.74.7 3636 2929 비교예 2Comparative Example 2 TPA, IPA, EGTPA, IPA, EG TiTi 0.730.73 -- NDND 154154 8080 5.35.3 3636 2828 비교예 3Comparative Example 3 TPA, EGTPA, EG GeGe 0.720.72 -- NDND 150150 6565 4.34.3 3737 3030 비교예 4Comparative Example 4 TPA, EGTPA, EG TiTi 0.680.68 -- NDND 149149 6363 4.24.2 3737 2929 비교예 5Comparative Example 5 TPA, EGTPA, EG TiTi 0.700.70 -- NDND 151151 6868 4.54.5 3636 3030 비교예 6Comparative Example 6 TPA, EGTPA, EG SbSb 0.750.75 -- 180180 146146 5050 3.33.3 4040 3131 비교예 7Comparative Example 7 TPA, EGTPA, EG SbSb 0.740.74 carbon
black
carbon
black
182182 130130 3939 2.62.6 4343 3535

* ND ; Not detected, 검출 안됨* ND; Not detected

Claims (7)

(A) 디카르복시산 화합물, 디올 화합물, 촉매 화합물을 포함한 슬러리를 에스테르화 반응시키는 단계, (B) 상기 에스테르화 반응으로 얻어진 결과물을 축중합 반응시키는 단계, (C) 상기 축중합 반응물을 압출하여 펠렛을 제조하는 단계; 및 (D) 상기 펠렛을 결정화하여 고상중합을 실시하는 단계를 포함하며, 상기 촉매화합물은 안티몬 함량이 50 ppm이하이며, 결정화 속도를 빠르게 하기 위한 결정화 속도 조절제가 상기 (A) 또는 (B) 단계에 첨가되는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 수지의 제조방법. (A) esterifying a slurry containing a dicarboxylic acid compound, a diol compound, and a catalyst compound, (B) condensation-polymerizing the resultant obtained by the esterification reaction, (C) extruding the condensation-polymerization reactant to pellet Preparing a; And (D) crystallizing the pellets to perform solid phase polymerization, wherein the catalyst compound has an antimony content of 50 ppm or less, and a crystallization rate adjusting agent for speeding up the crystallization rate is the step (A) or (B). Method for producing a polyester resin, characterized in that added to. 청구항 1에 있어서, 상기 촉매화합물은 티타늄 또는 게르마늄 화합물인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 수지의 제조방법. The method of claim 1, wherein the catalytic compound is a titanium or germanium compound. 청구항 2에 있어서, 상기 티타늄 화합물은 티타늄 옥사이드, 또는 티타늄 킬레이트 화합물이며, 그 사용량은 폴리머 중량을 기준으로 티타늄 원소의 함량이 1 내지 50 ppm인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 수지의 제조방법. The method of claim 2, wherein the titanium compound is a titanium oxide or a titanium chelate compound, and the amount of the titanium compound is 1 to 50 ppm based on the weight of the polymer. 청구항 2에 있어서, 상기 게르마늄 화합물은 게르마늄 디옥사이드이며, 그 사용량은 폴리머 중량을 기준으로 게르마늄의 원소의 함량이 10 내지 200 ppm인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 수지의 제조방법.The method of claim 2, wherein the germanium compound is germanium dioxide, and the amount of the germanium compound is 10 to 200 ppm based on the weight of the polymer. 청구항 1에 있어서, 상기 결정화 속도 조절제는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 카본블랙, 클레이, 실리콘디옥사이드, 탈크, 마이카, 스테아린산, 탄소수 10개 이상이며 분자량이 10,000 이하의 선형 지방산, 분자량이 10,000 이하의 선형 폴리머 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스터 수지의 제조방법.The method of claim 1, wherein the crystallization rate regulator is low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, carbon black, clay, silicon dioxide, talc, mica, stearic acid, linear fatty acids having 10 or more carbon atoms, molecular weight of 10,000 or less, molecular weight of 10,000 or less Method for producing a polyester resin, characterized in that at least one selected from linear polymers. 청구항 1에 있어서, 상기 디카르복실산의 원료로서 테레프탈산(TPA) 및 디메틸테레프탈산(DMT) 중 하나를 전체 산 몰 수 대비 90 mol% 이상 사용하고, 상기 디올화합물로서 에틸렌 글리콜을 전체 디올 몰 수 대비 90 mol% 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 수지의 제조방법.The method of claim 1, wherein one of terephthalic acid (TPA) and dimethyl terephthalic acid (DMT) is used as a raw material of the dicarboxylic acid 90 mol% or more relative to the total number of moles of acid, ethylene glycol as the diol compound compared to the total number of moles of diol A method for producing a polyester resin, characterized in that used for 90 mol% or more. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 의하여 제조되며, 수지 중 함유된 안티몬 함량이 50 ppm 이하이고, DSC(Differential Scanning Calorimeter)를 사용하여 10 ℃/min의 스캔 속도로 승온시키며 측정할 때, 결정화 피크 온도 (Tch)가 145℃ 이하에서 나타나는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 수지. Prepared according to any one of claims 1 to 6, the antimony content contained in the resin is 50 ppm or less, when measured at a scan rate of 10 ℃ / min using DSC (Differential Scanning Calorimeter), Crystallization peak temperature (Tch) appears at 145 degrees C or less, The polyester resin characterized by the above-mentioned.
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KR101361299B1 (en) * 2012-09-27 2014-02-11 롯데케미칼 주식회사 Thermoplastic polyester resin composition having good crystallization property
KR101537859B1 (en) * 2013-11-21 2015-07-17 롯데케미칼 주식회사 Resin composition for manufacturing thermoplastic polyester resin having an outstanding rate of crystallization

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