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JPH021173B2 - - Google Patents
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JPH021173B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH021173B2
JPH021173B2 JP57009718A JP971882A JPH021173B2 JP H021173 B2 JPH021173 B2 JP H021173B2 JP 57009718 A JP57009718 A JP 57009718A JP 971882 A JP971882 A JP 971882A JP H021173 B2 JPH021173 B2 JP H021173B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
polyester
calcium
amount
lithium
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57009718A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS58127729A (en
Inventor
Seiji Sakamoto
Kazuo Endo
Tetsuo Nishimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diafoil Co Ltd
Original Assignee
Diafoil Co Ltd
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Publication date
Application filed by Diafoil Co Ltd filed Critical Diafoil Co Ltd
Priority to JP971882A priority Critical patent/JPS58127729A/en
Publication of JPS58127729A publication Critical patent/JPS58127729A/en
Publication of JPH021173B2 publication Critical patent/JPH021173B2/ja
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  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフイルム形成性ポリエステルの製造法
に関するものである。 今日工業的に使用されているポリエステル、特
にポリエチレンテレフタレートの二軸配向フイル
ムは高度の結晶性、高軟化点を有し、強伸度、屈
曲強度、耐薬品性、耐候性、耐熱性等の点で優れ
た性質を有しており産業上広く利用されている。 ポリエステルフイルムは各用途に応じその要求
特性が異なるが、普遍的に望まれる特性はフイル
ム取扱い時の作業性に優れ、且つ透明性を損なわ
ないことである。 従来ポリエステルフイルムの易滑性を向上させ
る方法として大きく二つの方法が知られている。
一つは添加法と呼ばれる方法で特に重縮合反応初
期あるいは溶融押出工程時無機化合物微粒子、例
えばカオリン、タルク、炭酸カルシウム、リン酸
カルシウム等を配合しフイルムを得る方法であ
る。 このポリエステルに対し不活性な微粒子を添加
する方法は比較的易滑性付与効果は優れている
が、往々にして粗大粒子が混入してしまう。この
粗大粒子を除去するためには必ず分級操作が、ま
た必要に応じその前処理としての粉砕操作が必要
となるので操作が煩雑となる。しかもこのような
操作を行なつたとしてもなお粗大粒子の混入は避
けられない。また一般に無機化合物は有機化合物
であるポリエステル中に均一に分散させることが
難しくしばしば分散不良による凝集粒子が存在し
てしまう。 これら粗大粒子や凝集粒子が存在するとフイル
ム外観を著しく損なうし品質上の問題を引き起し
てしまう。例えば磁気テーブ用途においてはドロ
ツプアウトの原因となり、コンデンサー用途にお
いては耐電圧不良の原因となる。 添加法と対比される今一つの方法は析出法と呼
ばれる方法で、ポリエステル中に反応系で微粒子
を形成、析出せしめる方法である。 先に本発明者らは透明性をあまり損なうことな
く滑り性の改良が達成される方法を特開昭53−
113868号において提案した。 即ち、かかるポリエステル製造中に析出せしめ
たリチウム及びリン元素を含む粒子を特定量含有
して成るポリエステルから得られたフイルムは、
従来広く行なわれている不活性微粒子添加法や、
アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合
物をポリエステルオリゴマーの金属塩として析出
させる方法では達成できないほど滑り性と透明性
との関係の優れたものであり、就中リチウム及び
リン元素を含む粒子中に、更にカルシウム元素が
含まれる場合により優れた効果が発揮できること
を明らかにした。 この析出法は特別な装置や複雑な操作を必要と
しないため工業的に容易に実施できるという長所
を有しているため、析出法を採用し得るならばそ
の利用価値は極めて大きい。 ところで、現在ポリエステルの生産においてフ
イルム用の場合は繊維用の場合と異なり、多品種
少量生産が常であるので、いわゆる回分法が採ら
れることが多い。 従つて、回分法で能率良く安定した品質のポリ
エステルを生産することが工業的に必須要件とな
る。 また近年以前にも増して厳しいフイルム品質が
要求されるようになり、就中フイルムの各用途、
各番手毎の滑り性、透明性、更には表面粗度の安
定性が強く望まれるようになつた。 ところで本発明者らの経験するところによれ
ば、かかるリチウム、カルシウム及びリン元素を
含む粒子を特定量含有するポリエステルを回分法
で製造しようとした場合、製造バツチ毎のわずか
の操作条件の変動によりしばしば析出粒子の粒子
量、粒子径が変化し、最終的に得られるフイルム
の品質を一定に保つことが困難なのである。 即ち、かかる回分法においては通常エステル化
もしくはエステル交換反応槽と重縮合槽の二つの
反応槽を用いて各々で繰り返し操作を行なうが、
この場合重縮合槽においては得られるポリエステ
ルが高粘性のため、壁面、底部あるいは撹拌翼上
に各バツチ毎に不確定な量の前回のバツチのポリ
エステルが残存してしまう。この残存ポリエステ
ルを各バツチ毎に洗浄し重縮合槽底部から抜き出
すことは、作業性及びポリエステル歩留りの面か
ら極めて経済的に不利であるため、通常残存ポリ
エステルのあるまま次のバツチの重合が開始され
る。 この場合、本発明者らの知見によれば、残存ポ
リエステルの存在する状態で次回の重合を行なう
と、金属化合物及びリン化合物の量が一定、即ち
前回と同一であるにも拘わらず、次回の析出粒子
の核の発生及び成長を左右すると考えられる残存
ポリエステル中析出粒子の量や粒径が必ずしも一
定でないため安定した析出粒子が得られなくなつ
てしまう。 本発明者らはかかる欠点を排除し、回分法によ
り工業的有利に滑り性、透明性とも優れたポリエ
ステルを製造すべく鋭意検討を行なつた結果、重
縮合反応開始前に系内に存在するリチウム化合物
及びカルシウム化合物の合計量に対し特定量のト
リアルキルホスフエート及びトリアルキルホスフ
アイトから成る2種のリン化合物を添加するなら
ば、極めて安定して特定の析出粒子を含むポリエ
ステルを製造し得ることを見い出し本発明に到達
したものである。 即ち本発明の要旨は、エチレンテレフタレート
単位を主たる構成成分とし、反応系で析出した、
リチウム、カルシウム及びリン元素を含む微粒子
を含有するポリエステルを、エステル交換又はエ
ステル化反応後回分法により重縮合槽で製造する
方法において、該重合槽に前回バツチのポリエス
テルが残存している状態で重縮合反応開始前、リ
チウム化合物及びカルシウム化合物を有するエス
テル交換又はエステル化反応終了物にリン化合物
の合計量が、該リチウム化合物及びカルシウム化
合物の合計量に対し1〜2倍当量となるようトリ
アルキルホスフエート及びトリアルキルホスフア
イトを添加することを特徴とするポリエステルの
製造法に存する。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 本発明のエチレンテレフタレート単位を主たる
構成成分とするポリエステルとは、テレフタル酸
を主成分とするジカルボン酸またはその低級アル
キルエステルとエチレングリコールを主成分とす
るグリコールから得られ、ジカルボン酸の一部を
他の酸成分、例えばテレフタル酸以外のジカルボ
ン酸またはオキシカルボン酸、例えばイソフタル
酸、フタル酸、2,6―ナフタリンジカルボン
酸、p―ヒドロキシエトキシ安息香酸、アジピン
酸、セバシン酸及びこれらのエステル形成性誘導
体で置き換えても良い。 またポリエステル原料のグリコール成分として
は、エチレングリコールを主対象とするが、その
一部を他のグリコール成分、例えばトリメチレン
グリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサ
メチレングリコール等で置き換えても良い。 いずれにしても本発明でいうエチレンテレフタ
レートを主たる構成成分とするポリエステルと
は、例えば80モル%以上がエチレンテレフタレー
ト単位であるポリエステルを指す。 なお本発明のポリエステルには本発明の要件を
満たす範囲において、難燃剤、着色防止剤、制電
剤、耐熱剤、耐候剤などの各種の改質剤が含まれ
ていても良い。 次に本発明においては、リン化合物を添加する
以前に、特定量のリチウム化合物及びカルシウム
化合物を添加しなければならないが、例えば次の
ような方法を採用できる。 リチウム化合物及びカルシウム化合物を用い
てエステル交換反応を行なわせる。 リチウム化合物又はカルシウム化合物のいず
れかを用いてエステル交換反応を行なわせ、リ
ン化合物添加前にカルシウム化合物又はリチウ
ム化合物を添加する。 この場合用いるリチウム化合物としては、エチ
レングリコールに溶解するものなら良く、例えば
酢酸、プロピオン酸、酪酸の如き脂肪族カルボン
酸の塩、安息香酸、p―メチル安息香酸の如き芳
香族カルボン酸の塩、更にエチレングリコール、
プロピレングリコール等のリチウムグリコラート
を挙げることができる。 この中でも脂肪族カルボン酸リチウム、就中酢
酸リチウムが好ましい。またその量はジカルボン
酸成分に対し0.03〜0.3モル%、特に0.05〜0.2モ
ル%が好ましく使用される。 またカルシウム化合物としては、やはりエチレ
ングリコールに溶解するもものなら特に制限は無
く、例えば酢酸、プロピオン酸、酪酸の如き脂肪
族カルボン酸の塩、安息香酸、p―メチル安息香
酸の如き芳香族カルボン酸の塩、更にエチレング
リコール、プロピレングリコール等のカルシウム
グリコラートを挙げることができる。この中でも
脂肪族カルボン酸カルシウム、特に酢酸カルシウ
ムが好ましく用いられる。また該カルシウム化合
物の量は芳香族カルボン酸成分に対し0.05〜0.3
モル%、特に0.08〜0.15モル%が好ましく使用さ
れる。 いずれにしても本発明においては、リン化合物
を添加する以前に特定量のリチウム化合物及びカ
ルシウム化合物が含まれていなければならない。 本発明者らは、これらリチウム化合物及びカル
シウム化合物が共存する系に対する各種リン化合
物の作用について検討を加えた結果、全く予期せ
ざることに数多くのリン化合物の中から特に選ば
れたある特定の2種類のリン化合物、即ちトリア
ルキルホスフエート及びトリアルキルホスフアイ
ト、を組合せて使用した時初めて回分法で繰り返
し重合を行なつても再現性良く、一定の析出粒子
を含むポリマを得ることができることを見い出し
た。 本発明において用いるトリアルキルホスフエー
トとしては、例えば、トリメチルホスフエート、
トリエチルホスフエートまたはトリブチルホスフ
エート等を挙げることができる。またトリアルキ
ルホスフアイトとしてはトリメチルホスフアイ
ト、トリエチルホスフアイトまたはトリブチルホ
スフアイト等が好ましく用いられる。 本発明においてはこれら2種類のリン化合物の
合計量がリチウム化合物及びカルシウム化合物の
合計量に対し1〜2倍当量でなければならない。 リチウム化合物及びカルシウム化合物に対しリ
ン化合物を当量に満たない量用いた場合には、ポ
リエステルオリゴマーのリチウムもくはカルシウ
ム塩が残存し、このものはポリエステルとの馴じ
みが悪いため延伸時に該粒子周辺に多くの空隙が
発生し透明性を損ねるようになる。また得られた
ポリマーは黄色味が強くフイルムとした時の色調
が著しく劣るようになる。一方リン化合物を2倍
当量を越えて用いる時にはポリエステル製造時の
重合速度が遅くなり工業的に著しく不利となる。 なおここでリチウム化合物およびカルシウム化
合物の合計量に対するリン化合物の当量比は以下
の式 P/Ca+1/2Li (式中、P、Ca、及びLiはそれぞれ、リン化合
物、カルシウム化合物及びリチウム化合物中の各
元素のモル数を示す。) で表わされる。 本発明における最大の特徴はリン化合物として
トリアルキルホスフエートとトリアルキルホスフ
アイトを組合せて用いる点にある。トリアルキル
ホスフエートは得られる析出粒子の量が多いこ
と、またその粒径が均一であること、またエチレ
ングリコールに対する溶解度が大きく使用し易い
こと等から本発明で用いるリン化合物として最も
好ましいものであるが、該トリアルキルホスフエ
ートのみを用いて回分法で繰り返し重合を行なう
としばしば析出粒子の量や粒径が変動してしまう
ことが明らかとなつた。 しかるに本発明者らは同じ反応をトリアルキル
ホスフアイトの共存下に行なうならば再現性良く
一定の析出粒子が得れることを見い出したもので
ある。 かかる現象の起こる理由は定かでは無いが、恐
らく析出粒子中に3価のリン化合物が取り込まれ
ることにより粒子を不活性化しているものと思わ
れる。従つて該粒子を含む前回バツチの残留ポリ
マーの存在下で新たに重合反応を行なつたとして
もその影響をほとんど受けないものと考えられ
る。 なお同じ3価のリン化合物であつても亜リン酸
やその部分エステル化リン化合物等酸性を示すリ
ン化合物を用いた場合には、リチウム化合物やカ
ルシウム化合物の一部は直ちにこれらリン化合物
と反応して極端に小さな粒子が部分的に生成した
り、あるいは粗大粒子が形成されることがあり、
得られるフイルム物性を低下させるので本発明で
用いるリン化合物としては好ましくない。 なお本発明においてはトリアルキルホスフアイ
トはトリアルキルホスフエートに対し0.01〜0.5
倍モルの割合で使用するのが良い。この値が0.01
未満では安定化の効果が不充分となるし、またこ
の値が0.5を越えるようになると得られる粒子の
粒径が不均一となりまた重合触媒としてアンチモ
ン化合物を用いる場合にはポリマーが黒ずむ傾向
にある。 トリアルキルホスフアイトの添加時期は特に限
定はされないが、トリアルキルホスフエートと同
時またはトリアルキルホスフエートより後が好ま
しい。 本発明で用いるこれらリン化合物は通常2〜30
重量/重量%濃度のエチレングリコール溶液とし
て添加される。もちろんトリアルキルホスフエー
トまたはトリアルキルホスフアイトとして各々該
当する2種以上のリン化合物を用いても良い。 以上詳述したように回分法でポリエステルを製
造する場合、リチウム化合物及びカルシウム化合
物を含む系に特定量へトリアルキルホスフエート
及びトリアルキルホスフアイトを添加し引き続き
重合反応を行なうならば、ポリエステル製造時の
条件、例えばエステル交換末期条件、殊に反応生
成物の平均重合度、リン化合物の濃度、添加速
度、重合反応時の温度・圧力、重合触媒量更に残
存ポリマー量等の多少の変動にかかわらず安定し
た結果が得られるという画期的な効果を見い出し
た。 なお本発明においては、エステル交換反応及び
重縮合反応は通常の反応条件を採用できる。 本発明により得られたポリマー中に析出した粒
子にはリチウム、カルシウム及びリン元素が各々
1重量%以上含有されており、該ポリエステルを
用いて得られるフイルムは優れた滑り性を有する
ので磁気テーブ用をはじめとする数多くの用途に
用いることができる。またフイルムとした時透明
性の低下が少いため、滑り性と透明性との関係が
重要視される分野、例えば製版用、転写マーク
用、金銀糸用、マイクロフイルム用等に好適に用
いられる。 いずれの場合も粗大粒子の無い均一で微細な表
面構造を有するポリエステルフイルムが再現性良
く得られるので工業的価値は大きい。 以下実施例に基いて本発明を更に詳細に説明す
る。 なお実施例及び比較例中「部」とあるは「重量
部」を示す。また用いた測定法を次に示す。 1 溶液ヘーズ ポリエステル2.7gを四塩化エタン/フエノ
ールの4/6(重量比)混合溶液20mlに加え、約
110℃で1時間加熱溶解後冷却し、該溶液の一
部を石英ガラス製厚さ10mmのセルに採用し積分
球式ヘーズメーター(日本精密光学(株)製SRタ
イプ)を用い550nmの波長で測定する。一般に
析出粒子の粒子径が大きいほど、また析出粒子
量が多いほどこの値が高くなる。 2 析出粒子量の測定 ポリエステル100gにo―クロルフエノール
1.0を加え120℃で3時間加熱した後ベツクマ
ン製超遠心機L3−50を用い30000rpmで40分間
遠心分離を行い得られた粒子を100℃で真空乾
燥する。該粒子を走査型差動熱量計にて測定し
た時、ポリマーに相当する融解ピークが認めら
れる場合には該粒子にo―クロルフエノールを
加え加熱冷却後再び遠心分離操作を行う。融解
ピークが認められなくなつた時該粒子を析出粒
子とする。通常遠心分離操作は2回で足りる。 3 析出粒子中のリチウム、カルシウム及びリン
元素量の測定 リン元素:前述の方法でポリマーから分離した
析出粒子試料に硫酸を加え、湿式灰化後塩酸
溶液に溶解し原子吸光法にて定量する。 カルシウム元素:析出粒子試料を灰化後、塩酸
溶液に溶解し、原子吸光法にて定量する。 リン元素:析出粒子試料を硫酸と過塩素酸の存
在下で湿式灰化した後、硫酸酸性溶液中にて
モリブデン酸アンモニウムにより発色させ
845nmの吸光度を測定し予め作成した検量線
を用いて定量する。 4 析出粒径の測定 ポリマーをプレパラートにはさみ溶融後顕微
鏡にて平均粒径を観察した。粒子が観察しにく
いため大(1−2μ)、中(1μ程度)、小(0.3〜
1μ)の三ランクに分けて表示した。 5 摩擦係数 ASTM D 1894−63の方法を参考にしてテ
ープ状のサンプルで測定できるよう改良したも
ので、測定は温度21±2℃、湿度65±5%の雰
囲気下で行い、測定条件は引つ張りスピード40
mm/分、チヤートスピード120mm/分としサン
プルの大きさとしては幅15mm、長さ150mmのも
のを用いた。なお滑り性は摩擦係数の大小で示
した。 6 フイルムヘーズ フイルムの透明性をASTM D 1003−61の
方法に従い、日本電色製濁度計NDH−2A型を
用いて測定した。 実施例 1 (ポリエステルの製造) ジメチルテレフタレート100部、エチレングリ
コール75部、酢酸リチウム二水塩0.19部及び酢酸
カルシウム―水塩0.08部をエステル交換反応槽に
とり、加熱昇温すると共にメタノールを留去させ
エステル交換反応を行なつた。 反応開始温度は150℃とし、反応開始後4時間
を要して227℃に達せしめ実質的にエステル交換
反応を終了せしめた。 次にこのエステル交換反応終了物を重縮合槽に
移送した後、トリエチルホスフエート0.30部を更
に5分後トリエチルホスフアイト0.03部を添加し
た。この場合金属化合物の合計量に対するリン化
合物の合計量は1.3倍当量となる。 更に10分後重縮合触媒として三酸化アンチモン
0.04部を添加した後常法に従つて重合した。 即ち三酸化アンチモン添加後100分で系内の温
度を280℃、圧力を15mmHgに達せしめ、以後も
徐々に圧力を減じ最終的に1mmHg以下とした。
4時間後系内を常圧に戻しポリマーを吐出した。 この時のポリマーの極限粘度は0.67であり、そ
の高粘度のために重縮合槽には第2回目の反応で
生成するポリマーに対し6%にあたるポリマーが
残つてまつた。 次に第2回目の重合を行なつた。即ち第2回目
の重合を第1回目の残存ポリマー6%の存在下で
行なう他は第1回目と同じ操作を行ないポリマー
を得た。 以下この重合反応を各バツチ毎に3〜7%の残
存ポリマーを残しつつ合計4回繰り返して行なつ
た。 (ポリエステル中の析出粒子) 得られたポリエステルの溶液ヘーズ及び該ポリ
エステル中の析出粒子の平均粒径、粒子量を測定
し結果を第1表に示したが第2回目以降は実質的
に変化がなかつた。 次に代表例として第3回目に重合したポリエス
テル中の析出粒子に含まれるリチウム、カルシウ
ム及びリン元素の量を測定したところ、析出粒子
に対し各々2.0、2.9、6.8重量%であつた。 (ポリエステルフイルムの製造) 得られたポリマーを290℃で押出機よりシート
状に押し出し急冷して無定形シートとしたのち、
95℃で縦及び横方向に各々3.6倍延伸し熱処理を
行なつて厚さ12μのフイルムを得た。 得られたフイルムの摩擦係数及びフイルムヘー
ズの測定結果を第1表に示すが、第2回目以降は
実質的に変化がなかつた。 比較例 1 実施例1においてトリエチルホスフアイトを添
加せずしてトリエチルホスフエートのみを金属化
合物の合計量に対し1.3倍当量添加する他は実施
例1と同様にして合計4回繰り返し重合を行なつ
た。 この時得られたポリエステルの溶液ヘーズ及び
析出粒子の平均粒径、粒子量を第1表に示した。
また該ポリエステルから実施例1と同様にして二
軸延伸ポリエステルフイルムを得、このフイルム
の摩擦係数及びフイルムヘーズの測定結果を合わ
せて第1表に示した。 この場合制御し得ないほどの各バツチ間の運転
条件の差によりポリマーの物性が変化してしま
う。 また該ポリエステルから得られたフイルムの滑
り性や透明性がバツチ毎に異なる他、析出粒子の
平均粒径もバツチ毎に異なつていた。即ち溶液ヘ
ーズの高いポリエステルから得られたフイルムの
析出粒子はより大きく、従つてフイルムの表面は
粗面化しており一定の特性を有するフイルムを得
ることができなかつた。 比較例 2 実施例1において2種類のリン化合物の代りに
トリエチルホスフアイトのみを金属化合物の合計
量に対し1.3倍当量添加する他は実施例と同様に
してポリエステルを得た。 この時得られたポリマーは極めて黒味が強く実
用に供し難いものであつた。即ち東京電色製色差
計(TC−5Dタイプ)を用いてそのL値を測定し
たところ42.8であつた。一方実施例1の第1回目
のポリマーのそれは47.1と明度の高いものであつ
た。これは3価のリン化合物のみではアンチモン
化合物の還元が著しく金属アンチモンが析出して
しまうためと思われる。また得られた粒子は平均
2μ程度と大きく、且つ不揃いで0.5μ程度、3μ程度
の粒子も多数認められた。 次に実施例1と同様にして繰り返し重合を行な
つた。結果を第1表に示すが、各バツチ間の変動
が大きい上、黒味が強く工業的価値の乏しいもの
であつた。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing film-forming polyesters. Biaxially oriented polyester films, especially polyethylene terephthalate, used industrially today have a high degree of crystallinity and a high softening point, and have excellent elongation, bending strength, chemical resistance, weather resistance, heat resistance, etc. It has excellent properties and is widely used in industry. Although the required properties of polyester film differ depending on its use, the universally desired properties are excellent workability when handling the film and no loss of transparency. Conventionally, there are two main methods known for improving the slipperiness of polyester films.
One is a method called an addition method, in which fine particles of an inorganic compound, such as kaolin, talc, calcium carbonate, calcium phosphate, etc., are blended particularly at the initial stage of the polycondensation reaction or during the melt extrusion process to obtain a film. This method of adding inert fine particles to polyester has a relatively excellent slipperiness imparting effect, but coarse particles often get mixed in. In order to remove these coarse particles, a classification operation is necessarily required, and if necessary, a crushing operation is required as a pretreatment thereof, which makes the operation complicated. Moreover, even if such an operation is performed, the contamination of coarse particles is still unavoidable. Furthermore, it is generally difficult to uniformly disperse inorganic compounds in polyester, which is an organic compound, and aggregate particles often exist due to poor dispersion. The presence of these coarse particles or agglomerated particles significantly impairs the appearance of the film and causes quality problems. For example, in magnetic tape applications, it causes dropouts, and in capacitor applications, it causes poor withstand voltage. Another method that is contrasted with the addition method is a method called a precipitation method, in which fine particles are formed and precipitated in a polyester in a reaction system. Previously, the present inventors disclosed a method for improving slipperiness without significantly impairing transparency in JP-A-53-
Proposed in No. 113868. That is, a film obtained from a polyester containing a specific amount of particles containing lithium and phosphorus elements precipitated during the production of the polyester is
The conventionally widely used method of adding inert fine particles,
The relationship between slipperiness and transparency is so excellent that it cannot be achieved by a method in which an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is precipitated as a metal salt of a polyester oligomer, and in particular, particles containing lithium and phosphorus elements, Furthermore, it was revealed that more excellent effects can be exhibited when calcium element is included. This precipitation method has the advantage that it can be easily implemented industrially since it does not require special equipment or complicated operations, and therefore, if it can be adopted, its utility value is extremely large. By the way, in the current production of polyester, unlike the case for fibers, production of a wide variety of products in small quantities is common, so a so-called batch method is often adopted. Therefore, it is an industrial necessity to efficiently produce polyester of stable quality by a batch method. In addition, in recent years, stricter film quality has been required than ever before, especially for various film uses.
There has been a strong demand for slipperiness, transparency, and stability of surface roughness for each count. However, according to the experience of the present inventors, when attempting to produce polyester containing a specific amount of particles containing lithium, calcium, and phosphorus elements by a batch method, slight variations in operating conditions from batch to batch may cause problems. The amount and diameter of the precipitated particles often change, making it difficult to maintain constant quality of the final film. That is, in such a batch method, two reaction vessels, an esterification or transesterification reaction vessel and a polycondensation vessel, are usually used and operations are repeated in each.
In this case, since the polyester obtained in the polycondensation tank has a high viscosity, an indeterminate amount of polyester from the previous batch remains for each batch on the walls, bottom or stirring blades. Washing this remaining polyester after each batch and extracting it from the bottom of the polycondensation tank is extremely economically disadvantageous in terms of workability and polyester yield, so the polymerization of the next batch is usually started with the remaining polyester remaining. Ru. In this case, according to the findings of the present inventors, if the next polymerization is carried out in the presence of residual polyester, even though the amounts of metal compounds and phosphorus compounds are constant, that is, the same as the previous polymerization, Since the amount and particle size of precipitated particles in the remaining polyester, which are considered to influence the generation and growth of nuclei of precipitated particles, are not necessarily constant, stable precipitated particles cannot be obtained. The present inventors have conducted intensive studies to eliminate such drawbacks and produce polyester with excellent slipperiness and transparency industrially advantageously by a batch method. If a specific amount of two types of phosphorus compounds consisting of a trialkyl phosphate and a trialkyl phosphite are added to the total amount of a lithium compound and a calcium compound, a polyester containing specific precipitated particles can be produced in an extremely stable manner. This is what we discovered and arrived at the present invention. That is, the gist of the present invention is that the main component is ethylene terephthalate units, which are precipitated in the reaction system.
In a method for producing polyester containing fine particles containing lithium, calcium, and phosphorus elements in a polycondensation tank by a batch method after transesterification or esterification reaction, polymerization is performed with the polyester from the previous batch remaining in the polymerization tank. Before the start of the condensation reaction, a trialkyl phosphide is added to the transesterification or esterification reaction product containing a lithium compound and a calcium compound so that the total amount of the phosphorus compound is 1 to 2 times equivalent to the total amount of the lithium compound and calcium compound. The present invention relates to a method for producing polyester, which comprises adding an ester and a trialkyl phosphite. The present invention will be explained in more detail below. The polyester containing ethylene terephthalate units as a main component of the present invention is obtained from a dicarboxylic acid whose main component is terephthalic acid or its lower alkyl ester and a glycol whose main component is ethylene glycol, and a part of the dicarboxylic acid is acid components, such as dicarboxylic or oxycarboxylic acids other than terephthalic acid, such as isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, p-hydroxyethoxybenzoic acid, adipic acid, sebacic acid and ester-forming derivatives thereof You can also replace it with The glycol component of the polyester raw material is mainly ethylene glycol, but a portion thereof may be replaced with other glycol components such as trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, etc. In any case, the polyester containing ethylene terephthalate as a main component as used in the present invention refers to a polyester in which 80 mol% or more of the polyester is, for example, ethylene terephthalate units. Note that the polyester of the present invention may contain various modifiers such as flame retardants, anti-coloring agents, antistatic agents, heat resistant agents, and weathering agents within the range that satisfies the requirements of the present invention. Next, in the present invention, a specific amount of a lithium compound and a calcium compound must be added before adding a phosphorus compound, and for example, the following method can be adopted. A transesterification reaction is carried out using a lithium compound and a calcium compound. A transesterification reaction is carried out using either a lithium compound or a calcium compound, and the calcium compound or lithium compound is added before adding the phosphorus compound. The lithium compound used in this case may be one that is soluble in ethylene glycol, such as salts of aliphatic carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, salts of aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and p-methylbenzoic acid, Furthermore, ethylene glycol
Mention may be made of lithium glycolates such as propylene glycol. Among these, lithium aliphatic carboxylates, particularly lithium acetate, are preferred. The amount used is preferably 0.03 to 0.3 mol%, particularly 0.05 to 0.2 mol%, based on the dicarboxylic acid component. There are no particular restrictions on the calcium compound as long as it dissolves in ethylene glycol, such as salts of aliphatic carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, and butyric acid, and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and p-methylbenzoic acid. and calcium glycolates such as ethylene glycol and propylene glycol. Among these, calcium aliphatic carboxylates, particularly calcium acetate, are preferably used. In addition, the amount of the calcium compound is 0.05 to 0.3 relative to the aromatic carboxylic acid component.
Mol %, especially 0.08 to 0.15 mol %, is preferably used. In any case, in the present invention, a specific amount of lithium compound and calcium compound must be contained before adding the phosphorus compound. The present inventors investigated the effects of various phosphorus compounds on systems in which these lithium compounds and calcium compounds coexist, and as a result, it was completely unexpected that one particular phosphorus compound was selected from among many phosphorus compounds. It was discovered that when different types of phosphorus compounds, namely trialkyl phosphates and trialkyl phosphites, were used in combination, it was possible to obtain a polymer containing a certain amount of precipitated particles with good reproducibility even when repeated batch polymerizations were carried out. I found it. Examples of the trialkyl phosphate used in the present invention include trimethyl phosphate,
Examples include triethyl phosphate and tributyl phosphate. Further, as the trialkyl phosphite, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, tributyl phosphite, etc. are preferably used. In the present invention, the total amount of these two types of phosphorus compounds must be 1 to 2 times equivalent to the total amount of the lithium compound and the calcium compound. If the phosphorus compound is used in an amount less than the equivalent amount to the lithium compound and calcium compound, the lithium or calcium salt of the polyester oligomer remains, and this salt is not compatible with the polyester, so it is not mixed around the particles during stretching. Many voids occur in the film, impairing transparency. Further, the obtained polymer has a strong yellowish tinge, and when made into a film, the color tone is significantly inferior. On the other hand, when the phosphorus compound is used in an amount exceeding 2 times the equivalent, the polymerization rate during polyester production becomes slow, which is extremely disadvantageous industrially. Here, the equivalent ratio of the phosphorus compound to the total amount of the lithium compound and the calcium compound is expressed by the following formula: P/Ca+1/2Li (wherein, P, Ca, and Li are each of the phosphorus compound, calcium compound, and lithium compound, respectively). (indicates the number of moles of the element). The most important feature of the present invention is that a combination of trialkyl phosphate and trialkyl phosphate is used as the phosphorus compound. Trialkyl phosphate is the most preferred phosphorus compound for use in the present invention because it yields a large amount of precipitated particles, has a uniform particle size, and has high solubility in ethylene glycol and is easy to use. However, it has become clear that when polymerization is repeatedly carried out in a batch method using only the trialkyl phosphate, the amount and particle size of the precipitated particles often fluctuate. However, the present inventors have discovered that if the same reaction is carried out in the coexistence of a trialkyl phosphite, uniform precipitated particles can be obtained with good reproducibility. Although the reason for this phenomenon is not clear, it is probably because a trivalent phosphorus compound is incorporated into the precipitated particles, thereby inactivating the particles. Therefore, even if a new polymerization reaction is carried out in the presence of the residual polymer from the previous batch containing the particles, it is considered that there will be little effect. Even if the same trivalent phosphorus compound is used, if an acidic phosphorus compound such as phosphorous acid or its partially esterified phosphorus compound is used, some of the lithium compounds and calcium compounds will immediately react with these phosphorus compounds. Extremely small particles may be partially formed or coarse particles may be formed.
It is not preferred as a phosphorus compound for use in the present invention because it deteriorates the physical properties of the resulting film. In addition, in the present invention, the trialkyl phosphite is 0.01 to 0.5 to the trialkyl phosphate.
It is best to use double the molar ratio. This value is 0.01
If the value is less than 0.5, the stabilizing effect will be insufficient, and if this value exceeds 0.5, the particle size of the particles obtained will be non-uniform, and if an antimony compound is used as a polymerization catalyst, the polymer will tend to darken. . The timing of adding the trialkyl phosphate is not particularly limited, but it is preferably at the same time as the trialkyl phosphate or after the trialkyl phosphate. These phosphorus compounds used in the present invention are usually 2 to 30
It is added as a w/w % strength ethylene glycol solution. Of course, two or more phosphorus compounds may be used as the trialkyl phosphate or the trialkyl phosphite. As detailed above, when producing polyester by the batch method, if a specific amount of trialkyl phosphate and trialkyl phosphite are added to a system containing a lithium compound and a calcium compound and the polymerization reaction is subsequently carried out, it is possible to Regardless of slight variations in the conditions of the transesterification, such as the final stages of transesterification, especially the average degree of polymerization of the reaction product, the concentration of the phosphorus compound, the addition rate, the temperature and pressure during the polymerization reaction, the amount of polymerization catalyst, and the amount of residual polymer, etc. We have discovered a revolutionary effect in that stable results can be obtained. In the present invention, ordinary reaction conditions can be used for the transesterification reaction and the polycondensation reaction. The particles precipitated in the polymer obtained by the present invention contain 1% by weight or more of lithium, calcium, and phosphorus elements each, and the film obtained using the polyester has excellent slip properties, so it can be used for magnetic tables. It can be used for many purposes including. Furthermore, since there is little decrease in transparency when made into a film, it is suitably used in fields where the relationship between slipperiness and transparency is important, such as plate making, transfer marks, gold and silver thread, and microfilm. In either case, a polyester film having a uniform and fine surface structure free of coarse particles can be obtained with good reproducibility, and therefore has great industrial value. The present invention will be explained in more detail below based on Examples. In the Examples and Comparative Examples, "parts" indicate "parts by weight." The measurement method used is shown below. 1 Solution haze Add 2.7 g of polyester to 20 ml of a 4/6 (weight ratio) mixed solution of tetrachloroethane/phenol, and add approx.
After heating and melting at 110°C for 1 hour, the solution was cooled, and a portion of the solution was placed in a 10 mm thick quartz glass cell, and measured at a wavelength of 550 nm using an integrating sphere hazemeter (SR type, manufactured by Nippon Seimitsu Kogaku Co., Ltd.). Measure. Generally, the larger the particle size of the precipitated particles and the greater the amount of precipitated particles, the higher this value becomes. 2 Measurement of amount of precipitated particles Add o-chlorophenol to 100g of polyester
1.0 and heated at 120°C for 3 hours, centrifuged at 30,000 rpm for 40 minutes using a Beckman ultracentrifuge L3-50, and the resulting particles were vacuum dried at 100°C. When the particles are measured using a scanning differential calorimeter, if a melting peak corresponding to the polymer is observed, o-chlorophenol is added to the particles, and after heating and cooling, centrifugation is performed again. When the melting peak is no longer observed, the particles are defined as precipitated particles. Normally, two centrifugation operations are sufficient. 3 Measurement of the amounts of lithium, calcium, and phosphorus elements in precipitated particles Elemental phosphorus: Add sulfuric acid to the sample of precipitated particles separated from the polymer by the method described above, dissolve in hydrochloric acid solution after wet ashing, and quantify by atomic absorption method. Calcium element: After incinerating the precipitated particle sample, dissolve it in a hydrochloric acid solution and quantify by atomic absorption method. Elemental phosphorus: After wet-ashing the precipitated particle sample in the presence of sulfuric acid and perchloric acid, color was developed with ammonium molybdate in an acidic solution of sulfuric acid.
Measure the absorbance at 845 nm and quantify using a calibration curve prepared in advance. 4 Measurement of Precipitated Particle Size The average particle size was observed using a microscope after melting the polymer between prepared slides. Because particles are difficult to observe, we recommend using large (1-2μ), medium (about 1μ), and small (0.3~2μ) particles.
1μ) and displayed in three ranks. 5 Friction coefficient This is an improved method based on the method of ASTM D 1894-63 so that it can be measured using a tape-shaped sample.Measurements are performed in an atmosphere with a temperature of 21 ± 2 °C and a humidity of 65 ± 5%, and the measurement conditions are tension speed 40
mm/min, and the chart speed was 120 mm/min, and the sample size used was 15 mm in width and 150 mm in length. The slipperiness was indicated by the magnitude of the friction coefficient. 6 Film Haze The transparency of the film was measured according to the method of ASTM D 1003-61 using a Nippon Denshoku turbidimeter model NDH-2A. Example 1 (Manufacture of polyester) 100 parts of dimethyl terephthalate, 75 parts of ethylene glycol, 0.19 parts of lithium acetate dihydrate, and 0.08 parts of calcium acetate hydrate were placed in a transesterification reactor, heated to raise the temperature, and methanol was distilled off. A transesterification reaction was carried out. The reaction initiation temperature was 150°C, and it took 4 hours from the start of the reaction to reach 227°C to substantially complete the transesterification reaction. Next, this transesterification product was transferred to a polycondensation tank, and then 0.30 part of triethyl phosphate was added thereto, and after 5 minutes, 0.03 part of triethyl phosphite was added thereto. In this case, the total amount of phosphorus compounds relative to the total amount of metal compounds is 1.3 times equivalent. After another 10 minutes, antimony trioxide was added as a polycondensation catalyst.
After adding 0.04 part, polymerization was carried out according to a conventional method. That is, 100 minutes after the addition of antimony trioxide, the temperature in the system was brought to 280° C. and the pressure was brought to 15 mmHg, and thereafter the pressure was gradually reduced until it finally reached 1 mmHg or less.
After 4 hours, the pressure inside the system was returned to normal and the polymer was discharged. The intrinsic viscosity of the polymer at this time was 0.67, and due to its high viscosity, 6% of the polymer produced in the second reaction remained in the polycondensation tank. Next, a second polymerization was carried out. That is, a polymer was obtained by carrying out the same operations as the first polymerization, except that the second polymerization was carried out in the presence of 6% of the remaining polymer from the first polymerization. This polymerization reaction was repeated four times in total, leaving 3-7% of the polymer remaining in each batch. (Precipitated particles in polyester) The solution haze of the polyester obtained and the average particle diameter and particle amount of the precipitated particles in the polyester were measured and the results are shown in Table 1, but there was no substantial change after the second measurement. Nakatsuta. Next, as a representative example, the amounts of lithium, calcium, and phosphorus elements contained in the precipitated particles in the polyester polymerized for the third time were measured, and they were 2.0, 2.9, and 6.8% by weight, respectively, based on the precipitated particles. (Manufacture of polyester film) The obtained polymer was extruded into a sheet form from an extruder at 290°C, rapidly cooled to form an amorphous sheet, and then
A film having a thickness of 12 μm was obtained by stretching and heat treating the film at 95° C. by 3.6 times in both the longitudinal and transverse directions. The results of measuring the coefficient of friction and film haze of the obtained film are shown in Table 1, and there was virtually no change after the second test. Comparative Example 1 Polymerization was repeated a total of 4 times in the same manner as in Example 1, except that triethyl phosphate was not added in Example 1 and only triethyl phosphate was added in an equivalent amount of 1.3 times the total amount of metal compounds. Ta. Table 1 shows the solution haze, average particle diameter, and amount of precipitated particles of the polyester obtained at this time.
Further, a biaxially stretched polyester film was obtained from the polyester in the same manner as in Example 1, and the measurement results of the friction coefficient and film haze of this film are shown in Table 1. In this case, the physical properties of the polymer change due to uncontrollable differences in operating conditions between batches. In addition, the slipperiness and transparency of the films obtained from the polyester differed from batch to batch, and the average particle size of the precipitated particles also varied from batch to batch. That is, the precipitated particles of a film obtained from a polyester having a high solution haze are larger, and the surface of the film is therefore roughened, making it impossible to obtain a film having certain properties. Comparative Example 2 A polyester was obtained in the same manner as in Example 1, except that instead of the two types of phosphorus compounds in Example 1, only triethyl phosphite was added in an equivalent amount of 1.3 times the total amount of metal compounds. The polymer obtained at this time had an extremely strong black color and was difficult to put to practical use. That is, when the L value was measured using a color difference meter (TC-5D type) manufactured by Tokyo Denshoku, it was 42.8. On the other hand, the lightness of the first polymer of Example 1 was 47.1, which was high. This is thought to be due to the fact that the antimony compound is significantly reduced when only the trivalent phosphorus compound is used, and metallic antimony is precipitated. Also, the obtained particles are average
Large particles of about 2μ were observed, and many irregular particles of about 0.5μ and 3μ were also observed. Next, polymerization was carried out repeatedly in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. In addition to the large variation between batches, the product had a strong black color and was of little industrial value. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エチレンテレフタレート単位を主たる構成成
分とし、反応系で析出した、リチウム、カルシウ
ム及びリン元素を含む微粒子を含有するポリエス
テルを、エステル交換又はエステル化反応後、回
分法により重縮合槽で製造する方法において、該
重合槽に前回バツチのポリエステルが残存してい
る状態で重縮合反応開始前、リチウム化合物及び
カルシウム化合物を有するエステル交換又はエス
テル化反応終了物にリン化合物の合計量が、該リ
チウム化合物及びカルシウム化合物の合計量に対
し1〜2倍当量となるようトリアルキルホスフエ
ート及びトリアルキルホスフアイトを添加するこ
とを特徴とするポリエステルの製造法。 [リチウム化合物およびカルシウム化合物の合
計量に対するリン化合物の当量比は以下の式 P/Ca+1/2Li (式中、P、Ca、及びLiはそれぞれ、リン化合
物、カルシウム化合物及びリチウム化合物中の各
元素のモル数を示す。) で表わされる。] 2 リチウム化合物の添加量が、ポリエステル原
料であるジカルボン酸成分に対し、0.03〜0.3モ
ル%である特許請求の範囲第1項記載のポリエス
テルの製造法。 3 カルシウム化合物の添加量が、ポリエステル
原料であるジカルボン酸成分に対し、0.05〜0.3
モル%である特許請求の範囲第1項または第2項
記載のポリエステルの製造法。 4 トリアルキルホスフエートに対するトリアル
キルホスフアイトの量が、0.01〜0.5倍モルであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2
項または第3項記載のポリエステルの製造法。
[Scope of Claims] 1 Polyester containing ethylene terephthalate units as a main component and containing fine particles containing lithium, calcium, and phosphorus elements precipitated in a reaction system is polycondensed by a batch method after transesterification or esterification reaction. In the method of manufacturing in a tank, the total amount of phosphorus compounds is added to the transesterification or esterification reaction product containing a lithium compound and a calcium compound before the start of the polycondensation reaction with the polyester of the previous batch remaining in the polymerization tank. A method for producing polyester, which comprises adding trialkyl phosphate and trialkyl phosphite in an amount of 1 to 2 times the total amount of the lithium compound and the calcium compound. [The equivalent ratio of the phosphorus compound to the total amount of the lithium compound and the calcium compound is determined by the following formula: P/Ca+1/2Li (wherein, P, Ca, and Li are the respective amounts of each element in the phosphorus compound, calcium compound, and lithium compound. (indicates the number of moles). 2. The method for producing polyester according to claim 1, wherein the amount of the lithium compound added is 0.03 to 0.3 mol % based on the dicarboxylic acid component that is the polyester raw material. 3 The amount of calcium compound added is 0.05 to 0.3 with respect to the dicarboxylic acid component that is the raw material for polyester.
A method for producing polyester according to claim 1 or 2, which is mol%. 4 Claims 1 and 2, characterized in that the amount of trialkyl phosphite is 0.01 to 0.5 times the mole of trialkyl phosphate.
A method for producing polyester according to item 1 or 3.
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