JP3536609B2 - ポリエステルの製造方法 - Google Patents
ポリエステルの製造方法Info
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Description
た色調(b値)のポリエステルを製造するためのポリエ
ステルの製造法に関するものである。
ETという)やその共重合体に代表されるポリエステル
は優れた特性を有し、衣料用繊維、産業資材用繊維、お
よびフィルム、ボトル、その他のプラスチック製品とし
て広く使用されている。ポリエステルの工業的製造法と
しては、テレフタル酸(以下、TPAという)とエチレ
ングリコール(以下、EGという)とを直接エステル化
させた後、重縮合をおこなう直接重合法が広く採用され
ている。直接重合法において、繊維、フィルム、その他
のプラスチック製品において良好な品質を得るため、製
品ポリマーの着色を少なくし、色調を安定な状態に管理
し、バラツキを少なくすることは重要な課題である。
手段として、TPAの純度を上げて、不純物混入による
ポリエステルの着色を防ぐ方法が知られているが、純度
を上げるためには、その製造において精製工程を何回も
繰り返す必要があり、工業的、経済的には不利益が大き
い。そこで、従来、工業的には、反応温度を調節した
り、触媒としての金属化合物の添加量を変更するなどし
て、ポリエステル製造条件の最適化により、着色を少な
くし、色調を安定化する方法が採用されている。しか
し、反応温度を調節する方法では、温度変更によって反
応速度が変動し、重合度が不安定となるため重合制御が
難しくなるという問題がある。また、金属化合物の添加
量を変更する方法では、添加量が増えると金属の析出に
よりポリマー中に異物が発生する。
−173268号公報のような提案がなされている。し
かし、エステル化率の調節もまた、重縮合反応速度の変
化をもたらし、重合制御が難しくなるという問題があ
る。
囲内で、使用する原料を限定することによりポリマーの
着色を少なくし、色調を安定化する方法が、特開平3−
56529号公報に見られる。これは、ポリマー色調に
影響するといわれるTPA中の不純物として、TPA合
成時の副生物である4−カルボキシベンズアルデヒド
(以下、4−CBAという)が知られており、この4−
CBA量を一定量以下にするというものである。しかし
ながら、TPAの4−CBA量の管理だけではポリマー
色調を十分に安定化することはできなかった。
エステルの製造において、反応速度変動による重合度の
変動や、金属の析出による異物の発生の問題を解消し、
着色の少ない安定した色調のポリマーを製造するポリエ
ステルの製造方法を提供しようとするものである。
的を解決するために鋭意検討の結果、ポリマーと色調と
三酸化アンチモン中の鉛元素(以下、Pbという)量と
の間に一定の関係があり、Pbを微量含有した三酸化ア
ンチモン重合触媒として用いることによりポリマーの着
色を抑え、色調を制御できることを見いだした。
ので、前記した本発明の目的は、主としてテレフタル酸
および/またはテレフタル酸のエステル誘導体とエチレ
ングリコールからなるポリエステルの製造において、純
度が99.0%以上であり、かつ不純物として含まれる
鉛元素が30ppm以上60ppm以下、ビスマス元素
(以下、Biという)が5ppm以下である三酸化アン
チモンを重合触媒として用いることを特徴とするポリエ
ステルの製造法によって達成できる。
いられる三酸化アンチモン中には、不純物として、ヒ
素、Pb、鉄、Biなどの金属元素が含まれている。本
発明者らは、これら不純物として含まれる種々の金属元
素の内、Pbがポリマー色調と強い相関をもつことを見
出だした。重合触媒として使用される三酸化アンチモン
中のPbがポリエステルの色調、特にb値に及ぼす影響
はポリエステルの種類により異なるが、通常、10pp
m当り−0.1〜−0.5の範囲である。また、ポリエ
ステルのb値は、ポリエステルの種類により異なるが、
−10〜10程度である。そこで、ポリマー色調(b
値)へのPbの影響が過度にならない範囲で着色を抑え
るため、三酸化アンチモン中のPb量を30ppm以上
とするものである。また、40ppm以上であれば、さ
らに着色を抑えたポリマーを得ることができ、好まし
い。しかし、三酸化アンチモン中のPb量を60ppm
より多くすることは、不純物による触媒活性の低下や、
色調のバラツキを招き、好ましくない。すなわちPb量
の範囲として、30ppm以上60ppm以下が、工業
的に好ましい。
型材料など工業的に利用されるポリエステルに要求され
るポリマー色調(b値)の変動幅は、用途やポリエステ
ルの種類により異なるが、通常、±0.5〜±2.5の
範囲である。そこで、ポリマー色調(b値)を安定する
ためには、三酸化アンチモン中のPb量の変動幅を、3
0(±15)ppm以下にするのが好ましい。さらにP
b量の変動幅が、20(±10)ppm以下であれば、
製品色調の変動が小さいことを要求される、繊維、透明
フィルム、ボトル用途などには好適である。
チモンは、Pb量が30ppm以上60ppm以下であ
る三酸化アンチモンである。
化アンチモンに含まれるBi量を組み合わせて管理する
ことにより、さらに良好な結果を得ることができる。B
i量が、5ppmより多くなると、著しくポリマーの青
みが増え、b値の低下を引き起こす。そこで、ポリマー
の色調の変動がなく安定した品質を得るためには、5p
pm以下とするものであり、3ppm以下であればさら
に好ましい。
低下すると、触媒活性が低下し、重合反応が遅延したり
して好ましくない。また、重合反応時間が長くなった結
果、ポリマー色調を悪化させる。また、不純物による影
響でもポリマー色調が悪化し、好ましくない。
b、Bi量は、蛍光X線法、原子吸光度法、ICP発光
分光分析法などにより測定される。
タル酸を直接の出発原料とし、工業的製造法として広く
採用されている、TPAとEGとを直接エステル化させ
た後、重縮合をおこなう直接重合法にかかわるものであ
る。なお、回分式重合または連続式重合のいずれの方法
でもよい。
が、ジカルボン酸単位の主体はTPA単位であり、グリ
コール単位の主体はエチレングリコール(以下、EGと
いう)単位であり、TPA単位がジカルボン酸単位の4
5〜100モル%を占め、かつEG単位がグリコール単
位の45〜100モル%を占める場合に好適である。本
発明におけるポリエステルは、全構造単位の45モル%
以下程度であれば、テレフタル酸単位以外のジカルボン
酸単位の1種または2種以上を含むことができ、また同
様にEG単位以外のグリコール単位の1種または2種以
上を含むことができる。TPA以外のジカルボン酸単位
として、たとえば、イソフタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジ
カルボン酸などの芳香族ジカルボン酸;ドデカンジオン
酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジ
カルボン酸、などの脂肪族カルボン酸;シクロヘキサン
ジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸;ヒドロキシ安
息香酸、グリコール酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸な
どのヒドロキシカルボン酸の単位が上げられる。また、
EG単位以外のグリコール単位としては、プロピレング
リコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ヘ
キサメチレングリコール、p−キシレングリコール、
1,4−シクロヘキサジメタノール、ビスフェノールな
どが挙げられる。さらに熱可塑性を損わない程度であれ
ば三官能以上の多官能製化合物を共重合したポリエステ
ルでもよい。
ステル化反応および重縮合反応は従来からの公知の条件
を用いることができる。例えば、公知のリン化合物など
の安定剤、シリカ、二酸化チタンなどの滑剤などを使用
することができる。
明する。
ローシートに示す連続重合設備を用いてPETを重合し
た。
通して供給される原料EGおよび循環EG貯槽14に追
添加したEGとの混合物中の純EG分が、常に13.8
重量部/時となるように制御し、TPA31.1重量部
/時とともにスラリー混合機1に供給して、スラリー化
して後、ポンプ2経由でエステル化反応装置3に供給し
た。そして、表1の条件によりエステル化反応および重
合反応させた。なお、表2に示す品質の三酸化アンチモ
ン0.01重量部/時とリン酸0.005重量部/時、
二酸化チタン0.15重量部/時をエステル化反応装置
4に連続的に供給した。この結果、得られたPET品質
を表2に示す。
5重量部を用いてエステル化反応、ついで重合反応をお
こなった。
た反応容器に仕込み、200℃、150kPaの加圧下
にエステル化反応を開始した。その後、徐々に昇温する
とともに、反応途中から反応圧力を常圧に変更した。ま
た、反応の進行に伴い、生成する水を精留塔を経由して
留去した。エステル化反応を開始してから3時間56分
後(この時の温度:250℃)にエステル化反応を終了
した。この時の反応率は98.3%であった。
シエチル)テレフタレートおよびその低重合体(BHE
T)(温度:240℃)を重合反応槽に移し、三酸化ア
ンチモン0.7重量部、酢酸カルシウム1.4重量部、
リン酸0.3重量部をEG10重量部に溶解、添加し
た。その後、常圧から30分かけて高真空まで減圧し、
同時に290℃まで加熱、昇温して重縮合反応をおこな
った。反応を開始してから3時間12分後に溶融粘度2
000psまで重縮合反応をおこない、反応を終了し
た。
た重合反応槽底部にある直径9mmの円状の小孔58個
をもつ口金より吐出し、冷水シャワー、および水浴にて
急冷しつつニップローラにより引き取り速度75m/秒
で引取り、吐出されたストランド状物を切断しチップ化
をおこなった。得られたPET品質を表3に示す。
ることにより、過度なTPAの精製や、反応温度や金属
化合物の添加量の変更をすることなく、着色の少ない安
定した色調(b値)のポリエステルを得ることが可能と
なる。
示す概念図である。
Claims (1)
- 【請求項1】主としてテレフタル酸ならびにエチレング
リコールをエステル化反応の後、重縮合して、ポリエス
テルを製造する方法において、純度が99.0%以上で
あり、かつ不純物として含まれる鉛元素が30ppm以
上60ppm以下、ビスマス元素が5ppm以下である
三酸化アンチモンを重合触媒として用いることを特徴と
するポリエステルの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22811497A JP3536609B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | ポリエステルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22811497A JP3536609B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | ポリエステルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1160714A JPH1160714A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3536609B2 true JP3536609B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=16871430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22811497A Expired - Fee Related JP3536609B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | ポリエステルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536609B2 (ja) |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP22811497A patent/JP3536609B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH1160714A (ja) | 1999-03-05 |
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