JP2017031329A - ポリエステルの製造方法およびそれからなるポリエステル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体を95モル%以上含む多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、脂環骨格を有するジアルコールおよびエチレングリコールを含む脂環族多価アルコールとを重合触媒と熱安定剤の存在下で重縮合反応させてポリエステルを製造する方法において、重合触媒が特定の化学構造を有する化合物と特定の化学構造を有する芳香族多価カルボン酸等とを反応させて得られるチタン化合物を含み、熱安定剤が特定の化学構造を有するリン化合物を含み、チタン化合物由来のチタン原子の含有量がポリエステルに対して1〜200質量ppmであり、かつポリエステルにおけるリン化合物由来のリン原子とチタン化合物由来のチタン原子の含有量の質量比P/Tiが0.1以上5.0以下である。
【選択図】なし
Description
[1] テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体を95モル%以上含む多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体(以下、多価カルボン酸成分という。但し、多価カルボン酸成分全体のモル数を100モル%とする。)と、脂環骨格を有するジアルコールおよびエチレングリコールを含む脂環族多価アルコールとを重合触媒と熱安定剤の存在下で重縮合反応させてポリエステルを製造する方法であって、前記重合触媒が、下記式(I)で表される化合物と、下記式(II)で表される芳香族多価カルボン酸およびその無水物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化合物とを予め反応させて得られるチタン化合物を含み、
前記熱安定剤が、下記式(III)で表されるリン化合物を含み、
前記チタン化合物に由来するチタン原子の含有量が、前記ポリエステルに対して1〜200質量ppmであり、かつ前記ポリエステルにおける、前記リン化合物に由来するリン原子の含有量(P)と、前記チタン化合物に由来するチタン原子の含有量(Ti)の質量比P/Tiが0.1以上5.0以下である、ポリエステルの製造方法。
[2] 前記多価カルボン酸成分は、前記多価カルボン酸成分の総モル数100モル%に対して、95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体を含み、前記脂環族多価アルコールは、前記多価カルボン酸成分の総モル数100モル%に対して、95モル%以上の前記脂環骨格を有するジアルコールと、5〜35モル%の前記エチレングリコールとを含む、[1]記載のポリエステルの製造方法。
[3] 前記多価カルボン酸成分と前記脂環族多価アルコールとをエステル化反応またはエステル交換反応させて、エステル化物を得る第1の工程と、前記重合触媒と前記熱安定剤の存在下で、前記エステル化物を重縮合反応させて、ポリエステルを得る第2の工程と、を含む、[1]または[2]に記載のポリエステルの製造方法。
[4] 前記重合触媒は、前記第1の工程で添加する、[3]に記載のポリエステルの製造方法。
[5] 前記熱安定剤は、前記第1の工程または第2の工程で添加する[3]または[4]に記載のポリエステルの製造方法。
[6] 前記脂環骨格を有するジアルコールが、1,4−シクロヘキサンジメタノールである、[1]〜[5]のいずれか1項に記載のポリエステルの製造方法。
[7] 前記ポリエステルは、前記多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、前記多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の1,4−シクロヘキサンジメタノール由来の構造単位とを含む、[1]〜[6]のいずれか1項に記載のポリエステルの製造方法。
[8] 前記ポリエステルの、固有粘度が0.50〜1.00dL/gであり、かつ測色色差計による測定される色相Col−b値が5.0以下である、[1]〜[7]のいずれか1項に記載のポリエステルの製造方法。
[9] テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位を含む多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、脂環骨格を有するジアルコール由来の構造単位およびエチレングリコール由来の構造単位を含む脂環族多価アルコール由来の構造単位とを含むポリエステルであって、一般式(I)で表される化合物と、一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸およびその無水物よりなる群より選ばれた少なくとも1種の酸化合物とを予め反応させて得られるチタン化合物と、
一般式(III)で表されるリン化合物を含む、ポリエステル。
[10] 前記チタン化合物に由来するチタン原子の含有量が前記ポリエステルに対して1〜200質量ppmであり、かつ前記ポリエステルに対する前記リン化合物に由来するリン原子の含有量(P)と前記チタン原子の含有量(Ti)との質量比P/Tiが0.1以上5.0以下である[9]に記載のポリエステル。
[11] 前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記脂環骨格を有するジアルコール由来の構造単位とを含む、[9]または[10]に記載のポリエステル。
[12] 前記脂環骨格を有するジアルコールが、1,4−シクロヘキサンジメタノールである、[9]または[10]に記載のポリエステル。
[13] 前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の1,4−シクロヘキサンジメタノール由来の構造単位とを含む、[9]〜[11]のいずれか1項に記載のポリエステル。
[14] 固有粘度が0.5〜1.0dL/gであり、かつ測色色差計により測定された色相Col−b値が5.0以下である、[9]〜[13]のいずれか1項に記載のポリエステル。
本発明のポリエステルの製造方法において用いる多価カルボン酸成分において、テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体の含有量は、95モル%以上であることが好ましく、97モル%以上であることがより好ましく、99モル%以上が更により好ましい。テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体の含有量を95モル%以上とすることで、高融点のポリエステルを製造することができる。ただし、多価カルボン酸成分の総モル数を100モル%とする。
本発明のポリエステルの製造方法において用いる脂環族多価アルコールは、脂環骨格を有するジアルコールを主成分として含む。脂環骨格を有するジアルコールは、脂環骨格部分の炭素数が4〜8のジアルコールであり、その具体例としては、1,3−シクロブタンジオール、1,3−シクロブタンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,5−シクロオクタンジオール、1,5−シクロオクタンジメタノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等が含まれる。これらは2種以上を混合してもよく、目的に応じて任意に選ぶことができるが、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメタノールである。
より好ましい態様の1つは、得られるポリエステルは、多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上のテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の1,4−シクロヘキサンジメタノール由来の構造単位とを含む態様である。より好ましくは得られるポリエステルは、多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数100モル%に対して5モル%以下、更により好ましくは1〜4モル%のイソフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位を更に含む態様であることである。
また、本発明のポリエステルの製造方法において重合触媒として用いられる重合触媒としては、通常のポリエステルで用いられているようなジブチルスズジアセタートのようなスズ(Sn)化合物、三酸化アンチモンのようなアンチモン(Sb)化合物、テトラ−n−ブトキシチタンのようなチタン(Ti)化合物、二酸化ゲルマニウムのようなゲルマニウム(Ge)化合物等を挙げることができるが、安全性や反応性の観点からチタン化合物を用いることが好ましい。
また、上記式(II)で表される芳香族多価カルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、トリシン酸、ピロメリット酸が好ましい。なお、一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸の代わりに、その芳香族多価カルボン酸の酸無水物を使用しても良い。上記チタン化合物と芳香族多価カルボン酸等とを反応させるには、適切な溶媒に芳香族多価カルボン酸またはその無水物とを溶解し、これに上記のチタン化合物を滴下し、0〜200℃の温度で30分以上反応させれば良い。
本発明のポリエステルの製造方法において、上述した熱安定剤として用いられるリン化合物としては、下記一般式(III)により表されるリン化合物を用いることが好ましい。
本発明のポリエステルの製造方法において、前記多価カルボン酸成分と前記脂環族多価アルコールとをエステル化反応またはエステル交換反応させて、エステル化物を得る第1の工程と、前記重合触媒と前記熱安定剤の存在下で、前記エステル化物を重縮合反応させて、ポリエステルを得る第2の工程を含むことが好ましい。以下詳細に説明する。
本発明の第1の工程においては、上記の多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体をエステル化反応させる、あるいは重合触媒の具体例として上述した、予め反応させて得られた反応生成物である特定の化学構造を有するチタン化合物の存在下でエステル交換反応させることにより、低分子量のエステル化物を製造する工程である。
工程1:前記多価カルボン酸成分、エチレングリコールおよび脂環族多価アルコールを、エステル化反応させる工程またはチタン化合物を添加しエステル交換反応させる工程
第2の工程においては、第1の工程で製造した反応物に、熱安定剤の具体例として上述した一般式(III)で表されるリン化合物を添加してチタン化合物存在下、固有粘度が0.5〜1.0dL/gまで重縮合反応槽内で重縮合反応させる。この熱安定剤は第1の工程に対して添加することもできるので、前記熱安定剤は第1の工程または第2の工程で添加することができる。また、重縮合反応を行う第1の工程においては、以下の工程2の条件を採用することもできる。
工程2:工程1で製造した反応物にリン化合物を添加してチタン化合物存在下、固有粘度が0.5〜1.0dL/gまで重縮合反応槽内で重縮合反応させる工程
本発明のポリエステルの製造方法で得られるポリエステルは、テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位を含む多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、脂環骨格を有するジアルコール由来の構造単位およびエチレングリコール由来の構造単位を含む脂環族多価アルコール由来の構造単位とを含む。
1,4−シクロヘキサンジメタノールの市販品サンプル0.15gをアセトニトリル5mlに溶解させたのち、0.45μmのメンブランフィルターで不要物を除去して液体クロマトグラフ質量分析(LC−MS:(株)島津製作所製、LC−10)にて測定した。使用したカラムは同社製のULTRON VX−ODS 250L×4.6mmI.D.×2本、STR−ODS−II 150L×4.0mm I.D.で、使用温度は50℃とした。Trans/Cis含有率が68/32と、73/27の2種類を用いた。なお、ポリエステル中に組み込まれた1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis含有率においても、得られたポリエステルを水酸化ナトリウムなどのアルカリ化合物を溶解したエチレングリコール中で解重合した後、1,4−シクロヘキサンジメタノールを上記の方法で分析することにより評価することができる。その比率は、仕込み時の値とほぼ同じであった。
本発明により得られたポリエステルのペレット状のサンプルを、アルミ板上で加熱溶融して試験成形体を作製した。この試験成形体(ポリエステル)中に残存するリン元素の量とチタン元素の量を、それぞれ蛍光X線装置(理学電機工業株式会社製3270E型)を用いて測定した。P/Tiは、測定によって得られた残存Ti量と残存P量との比から求めた。
得られたポリエステルチップを、フェノール/テトラクロロエタン(1,1,2,2−テトラクロロエタン)=60/40(質量比)の混合溶媒に溶解させて溶液を調製した。得られた溶液の35℃における流下秒数を、ウベローデ粘度計を使用して測定し、下記式に当てはめて固有粘度を算出した。
[η]=ηSP/[C(1+KηSP)]
[η]:固有粘度(dl/g)
ηSP:比粘度
C:試料濃度(g/dl)
K:定数(溶液濃度Cの異なるサンプル(3点以上)の比粘度ηSPを下記式に基づいて測定し、横軸に溶液濃度C、縦軸にηSP/Cをプロットしたときのグラフの直線の傾き)
t:試料溶液の流下秒数(秒)
t0:溶媒の流下秒数(秒)
ηSP=(t−t0)/t0
得られたポリエステルの固有粘度(dL/g)を、重縮合反応(真空反応に入った時点から重縮合反応終了まで)に要した時間(hr)で除して、重合反応速度((dL/g)/h)を求めた。重縮合反応は、常圧から0.4kPa(3Torr)まで60分かけて減圧し、同時に反応温度を295℃まで昇温し、それ以降は上記の重合温度(295℃)を維持しながら0.133kPa(1Torr)まで更に真空度を上げて行った。この操作の中で、真空反応に入った時点は、反応槽内の圧力を常圧から0.4kPaにまで減圧を開始し始めた時点とした。重縮合反応の終了時点は、撹拌機の撹拌トルクがそれ以上上昇しなくなる時点とした。
25℃で24時間減圧乾燥したポリエステルを10mg秤量し、示差走査型熱量計(DSC)を用い、窒素気流下、20℃/分の昇温条件にて300℃まで加熱し溶融させたものを液体窒素中で急冷・固化させた。それにより、得られたポリエステルを示差走査熱量計にセットし、窒素気流下、10℃/分の昇温速度で330℃まで昇温させたときに現れる吸熱ピークの頂点の温度を融点(Tm)とした。
得られたポリエステルを円柱状にカッティングしペレットを得た。得られたペレットのCol−b値を、日本電色工業(株)製の測色色差計 ZE−2000を用いて測定した。Col−b値は、その値がプラス側に大きい程、黄色の度合が大きく、マイナス側に大きい程、青色の度合が大きいことを示す。
本発明の製造方法により得られたポリエステル中のCHDM由来の構造単位の含有量およびEG由来の構造単位の含有量は、日本電子(株)製ECA−600を用いて600MHzの1H−NMRスペクトルを測定し、エチレングリコール中のメチレン基を構成する水素原子(1分子あたり4個とする。)のピーク面積をA、1,4−シクロヘキサンジメタノール中のヒドロキシメチレン基を構成する水素原子(1分子あたり4個とする。)のピーク面積をB、ジエチレングリコール中のエーテル基の隣の炭素原子に結合しているメチレン基を構成する水素原子(1分子あたり4個とする。)のピーク面積をCとし、脂環族多価アルコール由来の構造単位に対する、エチレングリコール由来の構造単位の含有量を、下記式(1)により算出した。
[A/4]/([A/4]+[B/4]+[C/4])×100…(1)
そして、得られたポリエステルにおいては、事前の1H−NMRスペクトルの解析結果より評価した繰返し単位の化学構造と重量等から、多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数と脂環族多価アルコール由来の構造単位の総モル数とが同じであるので、上記のように「ポリエステル鎖中に組み込まれた脂環族多価アルコール由来の構造単位の総モル数に対するエチレングリコール由来の構造単位のモル数の比率」を算出することにより、「ポリエステル鎖中に組み込まれた多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数に対するエチレングリコール由来の構造単位のモル数の比率」を算出し、これを「エチレングリコール(EG)由来の構造単位の含有量」とした。
<重合触媒Aの調整>
エチレングリコール2.5質量部に無水トリメリット酸0.8質量部を溶解した後、チタンテトラブトキシド0.7質量部(無水トリメリット酸1モルに対して0.5モル)を滴下し、常圧下80℃に保持して60分間反応および熟成させた。その後、常温に冷却し、アセトン15質量部を加え、析出物をNo.5ろ紙で濾過し、100℃で2時間乾燥させた。それにより、トリメリット酸チタン化合物を得た。得られたトリメリット酸チタン化合物(重合触媒)のチタン含有量は11.5質量%であった。このようにして得られた化合物を以後チタン触媒Aと記す。
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸ジメチルエステル(DMT)を71.5質量部(全多価カルボン酸成分中100モル%)、ジオールとしてエチレングリコールを2.6質量部(全多価カルボン酸成分対比15モル%)、Trans/Cis比率が68/32の1,4−シクロヘキサンジメタノールを71.5質量部(全多価カルボン酸成分対比135モル%)加え(ジオール成分の総モル数が全多価カルボン酸成分に対し150モル%となるように添加した)、エステル交換反応触媒として参考例1で調製したチタン触媒Aをエステル交換反応触媒として用い、それを多価カルボン酸成分(DMT)のモル数に対して総量として34ミリモル%、すなわちポリエステル中の残存チタン元素量が表2に記載の量となるように加えた。得られた混合物を、180℃から260℃まで1時間かけて昇温し、更に260℃で2時間保持して常圧下でエステル交換反応を行った。
エステル交換反応終了後、熱安定剤としてホスホノ酢酸トリエチルを多価カルボン酸成分のモル数に対して総量として17ミリモル%、すなわちポリエステル中の残存リン元素量が表2に記載の量となるように加えた。反応温度が270℃に到達した時点で反応生成物を重縮合反応槽に移して重縮合反応を開始した。
重縮合反応は、以下の手順で行った。まず、常圧から0.4kPa(3Torr)まで60分かけて減圧し、同時に反応温度を295℃まで昇温した。それ以降は、上記の重合温度(295℃)を維持しながら0.133kPa(1Torr)まで更に真空度を上げて、上記の重合温度(295℃)、0.133kPa(1Torr)の状態を維持して重縮合反応を行った。所定の値まで撹拌トルクが到達した時点で重縮合反応を終了してポリエステルを20分以内に反応槽から抜き出して、残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、得られたポリエステルにおける、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を73/27に変更した以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
テレフタル酸ジメチルエステルおよびイソフタル酸ジメチルエステルの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分あたり98モル%および2モル%に変更した以外は実施例2と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位98モル%、イソフタル酸由来の構造単位2モル%であった。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比10モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比140モル%に変更した以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を73/27に変更した以外は実施例4と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
テレフタル酸ジメチルエステルおよびイソフタル酸ジメチルエステルの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分あたり98モル%および2モル%に変更した以外は実施例5と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位98モル%、イソフタル酸由来の構造単位2モル%であった。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比5モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比145モル%に変更した以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を73/27に変更した以外は実施例7と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
テレフタル酸ジメチルエステルおよびイソフタル酸ジメチルエステルの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分あたり98モル%および2モル%に変更した以外は実施例8と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位98モル%、イソフタル酸由来の構造単位2モル%であった。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比20モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比130モル%に変更した以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を73/27に変更した以外は実施例10と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
テレフタル酸ジメチルエステルおよびイソフタル酸ジメチルエステルの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分あたり98モル%および2モル%に変更した以外は実施例11と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位98モル%、イソフタル酸由来の構造単位2モル%であった。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比30モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比120モル%に変更した以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を73/27に変更した以外は実施例13と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
エステル交換反応触媒に酢酸マンガン四水和物を、重合触媒に三酸化アンチモンを全多価カルボン酸成分のモル数に対して総量としてそれぞれ34ミリモル%、30ミリモル%添加した以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比10モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比140モル%に変更した以外は比較例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比5モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比145モル%に変更した以外は比較例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
重合触媒に二酸化ゲルマニウム化合物を全多価カルボン酸成分のモル数に対して総量として60ミリモル%添加した以外は比較例1と同様にして実験操作を行った。しかし、十分な固有粘度値を有するポリエステルを得ることはできなかった。得られたサンプルの残存金属量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比10モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比140モル%に変更した以外は比較例4と同様にして実験操作を行った。しかし、十分な固有粘度値を有するポリエステルを得ることはできなかった。得られたサンプルの残存金属量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。
エチレングリコールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比5モル%に変更し、1,4−シクロヘキサンジメタノールの仕込みモル比率を全多価カルボン酸成分対比145モル%に変更した以外は比較例4と同様にして実験操作を行った。しかし、十分な固有粘度値を有するポリエステルを得ることはできなかった。得られたサンプルの残存金属量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。
エチレングリコールは使用せず1,4−シクロヘキサンジメタノールのみを全多価カルボン酸成分対比150モル%用いた以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を73/27に変更した以外は比較例7と同様にしてポリエステルを得た。得られたポリエステルの残存金属量、重合反応速度、融点、色相、CHDM由来の構造単位の含有量、EG由来の構造単位の含有量等を算出し、その結果を表1〜3に示した。なお、多価カルボン酸由来の構造単位の含有量は、テレフタル酸由来の構造単位100モル%であった。
多価カルボン酸成分として、テレフタル酸ジメチルエステルを100質量部、2価ジオールとしてエチレングリコールを64質量部(全多価カルボン酸成分対比200モル%)、エステル交換反応触媒として参考例1で調製したチタン触媒Aをエステル交換反応触媒として用い、それを多価カルボン酸成分(DMT)のモル数に対して総量として34ミリモル%を加えた。得られた混合物を、180℃から220℃まで1時間かけて昇温し、更に220℃で20分間保持して常圧下でエステル交換反応を行った。エステル交換反応終了後、熱安定剤としてホスホノ酢酸トリエチルを多価カルボン酸成分のモル数に対して総量として17ミリモル%加えて反応させた。反応温度が245℃に到達した時点で反応生成物を重縮合反応槽に移して重縮合反応を開始した。
Claims (14)
- テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体を95モル%以上含む多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体(以下、多価カルボン酸成分という。但し、多価カルボン酸成分全体のモル数を100モル%とする。)と、
脂環骨格を有するジアルコールおよびエチレングリコールを含む脂環族多価アルコールとを重合触媒と熱安定剤の存在下で重縮合反応させてポリエステルを製造する方法であって、
前記重合触媒が、下記式(I)で表される化合物と、下記式(II)で表される芳香族多価カルボン酸およびその無水物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化合物とを予め反応させて得られるチタン化合物を含み、
(上記式(I)中のR1,R2,R3およびR4はアルキル基である。)
(上記式(II)中のnは2〜4の整数である。)
前記熱安定剤が、下記式(III)で表されるリン化合物を含み、
[上記式(III)中、R5,R6およびR7は、同一または異なる炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Xは、−CH2−または−CH(Y)を示す(Yは、ベンゼン環を示す)。]
前記チタン化合物に由来するチタン原子の含有量が、前記ポリエステルに対して1〜200質量ppmであり、かつ
前記ポリエステルにおける、前記リン化合物に由来するリン原子の含有量(P)と、前記チタン化合物に由来するチタン原子の含有量(Ti)の質量比P/Tiが0.1以上5.0以下である、ポリエステルの製造方法。 - 前記多価カルボン酸成分は、前記多価カルボン酸成分の総モル数100モル%に対して、95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体を含み、
前記脂環族多価アルコールは、前記多価カルボン酸成分の総モル数100モル%に対して、95モル%以上の前記脂環骨格を有するジアルコールと、5〜35モル%の前記エチレングリコールとを含む、請求項1記載のポリエステルの製造方法。 - 前記多価カルボン酸成分と前記脂環族多価アルコールとをエステル化反応またはエステル交換反応させて、エステル化物を得る第1の工程と、
前記重合触媒と前記熱安定剤の存在下で、前記エステル化物を重縮合反応させて、ポリエステルを得る第2の工程と、
を含む、請求項1または2に記載のポリエステルの製造方法。 - 前記重合触媒は、前記第1の工程で添加する、請求項3に記載のポリエステルの製造方法。
- 前記熱安定剤は、前記第1の工程または第2の工程で添加する、請求項3または4に記載のポリエステルの製造方法。
- 前記脂環骨格を有するジアルコールが、1,4−シクロヘキサンジメタノールである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリエステルの製造方法。
- 前記ポリエステルは、
前記多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、
前記多価カルボン酸成分由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の1,4−シクロヘキサンジメタノール由来の構造単位とを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリエステルの製造方法。 - 前記ポリエステルの、固有粘度が0.50〜1.00dL/gであり、かつ測色色差計による測定される色相Col−b値が5.0以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリエステルの製造方法。
- テレフタル酸もしくはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位を含む多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、
脂環骨格を有するジアルコール由来の構造単位およびエチレングリコール由来の構造単位を含む脂環族多価アルコール由来の構造単位とを含むポリエステルであって、
一般式(I)で表される化合物と、一般式(II)で表される芳香族多価カルボン酸およびその無水物よりなる群より選ばれた少なくとも1種の酸化合物とを予め反応させて得られるチタン化合物と、
(上記式(I)中のR1,R2,R3およびR4はアルキル基である。)
(上記式(II)中のnは2〜4の整数である。)
一般式(III)で表されるリン化合物を含む、ポリエステル。
[上記式(III)中、R5,R6およびR7は、同一または異なる炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Xは、−CH2−または−CH(Y)を示す(Yは、ベンゼン環を示す)。] - 前記チタン化合物に由来するチタン原子の含有量が、前記ポリエステルに対して1〜200質量ppmであり、かつ
前記ポリエステルにおける前記リン化合物に由来するリン原子の含有量(P)と前記チタン原子の含有量(Ti)との質量比P/Tiが0.1以上5.0以下である、請求項9記載のポリエステル。 - 前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、
前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記脂環骨格を有するジアルコール由来の構造単位とを含む、請求項9または10に記載のポリエステル。 - 前記脂環骨格を有するジアルコールが、1,4−シクロヘキサンジメタノールである、請求項9または10に記載のポリエステル。
- 前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の前記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位と、
前記多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体由来の構造単位の総モル数100モル%に対して95モル%以上の1,4−シクロヘキサンジメタノール由来の構造単位とを含む、請求項9〜11のいずれか1項に記載のポリエステル。 - 固有粘度が0.5〜1.0dL/gであり、かつ測色色差計により測定された色相Col−b値が5.0以下である、請求項9〜13のいずれか1項に記載のポリエステル。
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