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JP3273991B2 - ポリエチレンナフタレートの製造方法 - Google Patents

ポリエチレンナフタレートの製造方法

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JP3273991B2
JP3273991B2 JP08321293A JP8321293A JP3273991B2 JP 3273991 B2 JP3273991 B2 JP 3273991B2 JP 08321293 A JP08321293 A JP 08321293A JP 8321293 A JP8321293 A JP 8321293A JP 3273991 B2 JP3273991 B2 JP 3273991B2
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Japan
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polyethylene naphthalate
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acid
mol
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安彦 斎藤
哲夫 市橋
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリエチレンナフタレー
トの製造方法に関し、さらに詳しくは表面平坦性に優れ
た形成品、特フイルムを形成するポリエチレンナフタレ
ートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンナフタレートフイルムは、
ポリエチレンテレフタレートフイルムに比べて、耐熱
性、強度等の基本物性に優れていることから、磁気記録
媒体、コンデンサー、電絶テープ等種々の用途に用いる
ことが検討され、また多数提案されている。
【0003】しかしながら、特に磁気記録媒体のベース
フイルムとして用いる場合平坦な表面性が求められる
が、従来のポリエチレンナフタレートフイルムは特に蒸
着ビデオテープのベースフイルムに求められる表面平坦
性を十分達成できるものではなかった。この原因は、触
媒として用いた成分が析出したり、ポリマー成分と化合
物等を形成し、フイルム表面に微細な凹凸を生成するた
めと考えられている。
【0004】従来より、このようなフイルムの表面平坦
性を確保するために、触媒添加量の最適化、添加方法の
最適化が種々検討されてきたが、ポリエチレンナフタレ
ートに関して、このことは十分に満足のいく結果が得ら
れていないのが実情である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述の
実情にかんがみ、表面平坦性に優れた成形品、特にフイ
ルムを形成し得るポリエチレンナフタレートを開発する
ために鋭意検討した結果、マンガン化合物、カリウム化
合物、リン化合物、アンチモン化合物を特定量、特定比
率にて触媒として添加する方法で製造したポリエチレン
ナフタレートを用いれば、表面平坦性に優れたポリエチ
レンナフタレート成形品、特にフイルムを得ることがで
きることを見い出し、本発明に到達した。
【0006】従って、本発明の目的は表面平坦性に優れ
た成形品、特にフイルムを形成し得るポリエチレンナフ
タレートの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、本発明
によれば、ナフタレンジカルボン酸の低級アルキルエス
テルとエチレングリコールとを反応させてポリエチレン
ナフタレートを製造する際、マンガン化合物、カリウム
化合物、リン化合物及びアンチモン化合物を、下記式
(1)〜(4)を満足する割合で添加することを特徴と
するポリエチレンナフタレートの製造方法によって達成
される。
【0008】
【数2】
【0009】(ただし、Mnはマンガン化合物の、酸成
分106 g当りのモル数、Kはカリウム化合物の、酸成
分106 g当りのモル数、Pはリン化合物の、酸成分1
6 当りのモル数、Sbはアンチモン化合物の、酸成分
106 g当りのモル数である。)
【0010】本発明においてナフタレンジカルボン酸と
しては、例えば2,6―ナフタレンジカルボン酸、2,
7―ナフタレンジカルボン酸、1,5―ナフタレンジカ
ルボン酸等を挙げることができるが、特に2,6―ナフ
タレンジカルボン酸が好ましい。
【0011】かかるナフタレンジカルボン酸の低級アル
キルエステルとしては、例えばジメチルエステル、ジエ
チルエステル、ジプロピルエステル等を好ましく挙げる
ことができ、特にジメチルエステルが好ましい。
【0012】本発明においては、ナフタレンジカルボン
酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとを反
応させてポリエチレンナフタレートとするが、この反応
においてナフタレンジカルボン酸の低級アルキルエステ
ルの一部(例えば20モル%以下)を他の酸成分で置換
して良く、またエチレングリコールの一部(例えば20
モル%以下)を他のグリコール成分で置換しても良い。
【0013】この他の酸成分としては、芳香族ジカルボ
ン酸例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルエ
タンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニ
ルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボ
ン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、アンスラセンジ
カルボン酸等;脂肪族ジカルボン酸例えばアジピン酸、
セバチン酸等;脂環族ジカルボン酸例えばシクロヘキサ
ン―1,4―ジカルボン酸等などを例示することができ
る。
【0014】他のグリコール成分としては、脂肪族グリ
コール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、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール、デカメチレングリコール等の如き炭素数
3〜10のポリメチレングリコール、シクロヘキサンジ
メタノール等;芳香族ジオール例えばハイドロキノン、
レゾルシン、2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)
プロパン等;芳香環を有する脂肪族ジオール例えば1,
4―ジヒドロキシメチルベンゼン等;ポリアルキレング
リコール(ポリオキシアルキレングリコール)例えばポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リテトラメチレングリコール等などを例示することがで
きる。
【0015】また、本発明においては、例えばヒドロキ
シ安息香酸の如き芳香族オキシ酸;ω―ヒドロキシカプ
ロン酸の如き脂肪族オキシ酸等のオキシカルボン酸に由
来する成分を、ジカルボン酸成分及びオキシカルボン酸
成分の総量に対し20モル%以下で共重合あるいは結合
させることもできる。
【0016】さらに、本発明においては、得られるポリ
エチレンナフタレートが実質的に線状である範囲の量、
例えば全酸成分に対し2モル%以下の量で、三官能以上
のポリカルボン酸又はポリヒドロキシ化合物、例えばト
リメリット酸、ペンタエリスリトール等を共重合させる
こともできる。
【0017】本発明においては、ナフタレンジカルボン
酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとの反
応で、先ず酸成分に対して、0.4〜4.0モルの反応
系に可溶なマンガン化合物を添加し、エステル交換反応
を行なう(以下、モルとは酸成分106 g当りのモル数
を示す。)。
【0018】エステル交換触媒としての酸成分に対する
マンガン化合物の添加量が4.0モルを超えると、触媒
残渣による析出粒子の影響で、フイルムに成形したとき
に表面平坦性が悪化し、一方0.4モル未満ではエステ
ル交換反応が完結しない。
【0019】また、前記マンガン化合物に対するカリウ
ム化合物の割合(モル比)は0.01〜0.25が好ま
しい。特に好ましくは0.05〜0.2の範囲である。
このモル比が0.25を超えても、0.01未満でも、
触媒残渣による影響でフイルムに成形したときの表面平
坦性が悪化してしまう。
【0020】次いで、エステル交換反応が実質的に完結
したときに、エステル交換反応触媒の一部を失活させる
ためリン化合物を添加するが、リン化合物の添加量に対
するエステル交換反応触媒、すなわちマンガン化合物及
びカリ化合物の2分の1量のトータル量のモル比は、
0.1〜0.8が好ましい。このモル比が0.8より大
きくなっても0.1未満になってもフイルム平坦性は悪
化する。
【0021】その後、反応生成物を重縮合反応させてポ
リマーとするが、該反応生成物にこの重縮合反応の主た
る触媒としてアンチモン化合物を添加する。その量は、
0.2〜1.45モルが好ましい。この量が1.45モ
ルを超えると、長時間のフイルム成形を行なった場合、
アンチモン化合物に起因する析出物がフイルム欠点とな
り、一方0.2モル未満となると、重縮合反応に劣り、
生産性が悪く、実質的に好ましくない。
【0022】本発明において用いる前記マンガン化合物
及びカリウム化合物は、特に限定はされないが、酸化
物、塩化物、炭酸塩、カルボン酸塩等が好ましく、特に
酢酸塩、すなわち、酢酸マンガン、酢酸カリウムが好ま
しい。
【0023】また、前記リン化合物は、特に限定されな
いが、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェー
ト、トリ―n―ブチルホスフェート等が好ましく、特に
トリメチルホスフェートが好ましい。
【0024】さらにまた、前記アンチモン化合物は、特
に限定されないが、酢酸アンチモン、三酸化アンチモン
等が好ましく、特に三酸化アンチモンが好ましい。
【0025】本発明においては、ポリエチレンナフタレ
ートの製造に際し、例えば顔料、染料、紫外線吸収剤、
熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、遮光剤(例えばカー
ボンブラック、二酸化チタン等)等の如き添加剤を必要
に応じて添加することもできる。
【0026】本発明で得られるポリエチレンナフタレー
トは、触媒に起因するポリマー不溶物の量がないか極め
て少なく、特にフイルム成形の原料として有用である。
【0027】このポリエチレンナフタレートをフイルム
に成形する手段としては公知の方法を用いることができ
る。例えば乾燥したポリエチレンナフタレートを、融点
(℃)〜(融点+65)℃の温度でシート状に溶融押出
し、急冷固化して未延伸フイルム(シート)を得る。次
いで該未延伸フイルムを縦方向に延伸した後、横方向に
延伸する、いわゆる縦、横逐次二軸延伸法あるいは、こ
の順序を逆にして延伸する方法等により延伸する。この
延伸温度、延伸倍率等は公知の条件から選ぶことができ
る。
【0028】
【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は、その主旨を越えない限り、実施
例によって限定されるものではない。
【0029】尚、実施例での「部」は重量部を意味す
る。また実施例での各特性値の測定は下記の方法に従っ
た。
【0030】(1)平坦性 フイルム小片の表面にアルミスパッターを施し、光学顕
微鏡にて微分干渉光を照射しつつ倍率200倍で3mm
×3mmの範囲を観察する。
【0031】突起と認識できる粒子をカウントし、フイ
ルムの平坦性を評価する。 <4段階判定> ◎ 突起数が30ケ/mm2 以下 ○ 突起数が31〜60ケ/mm2 × 突起数が61〜150ケ/mm2 ×× 突起数が150ケ/mm2 を超えたもの
【0032】(2)極限粘度数[η] ポリマーをフェノール/テトラクロルエタン=50/5
0(重量比)の混合溶媒に溶解し、35℃で測定する。
【0033】(3)フイルム中の異物評価 ポリマーを180℃で乾燥した後308℃で溶融押出し
を行なう。吐出開始後12時間放流した後シート化し、
続いて130〜135℃で縦延伸倍率3.5倍、横延伸
倍率4.0倍に二軸延伸し、さらに熱固定して厚さ12
μmのフイルムとする。
【0034】次に、フイルムを偏光下で顕微鏡観察し、
偏光のかかる箇所に異物(スケール)の粒子が存在する
ものをフィッシュアイとして、次のような判定をする。 特級:フィッシュアイが2ケ/50cm2 未満 1級:フィッシュアイが3〜5ケ/50cm2 2級:フィッシュアイが5〜10ケ/50cm2 3級:フィッシュアイが11ケ/50cm2 以上 尚、1級以上が実用に供される。
【0035】
【実施例1】2,6―ナフタレンジカルボン酸エステル
100部とエチレングリコール60部を、酢酸マンガン
4水塩0.029部(1.2モル)及び酢酸カリウム
0.001部(0.12モル)をエステル交換触媒とし
て用いて、常法に従ってエステル交換反応させ、その後
トリメチルフォスフェート0.022部(1.6モル)
を添加し、実質的にエステル交換反応を終了させた。
【0036】次いで三酸化アンチモン0.023部
(0.8モル)を添加し、引き続き高温高真空下で常法
通り重縮合反応を行ない極限粘度数0.62dl/gの
ポリエチレンナフタレートを得た。重合時間、すなわち
真空吸引開始から所定の攪拌電力に到達するまでの時間
は110分であった。得られたポリエチレンナフタレー
トの特性は表1に示す。
【0037】
【実施例2】酢酸カリウムを0.003部(0.27モ
ル)、トリメチルフォスフェートを0.025部(1.
8モル)とする以外は、実施例1と同様に行なってポリ
エチレンナフタレートを得た。このポリマー特性を表1
に示す。
【0038】
【実施例3】酢酸カリウムを0.0003部(0.03
モル)とする以外は、実施例1と同様に行なってポリエ
チレンナフタレートを得た。このポリマー特性を表1に
示す。
【0039】
【実施例4】トリメチルフォスフェートを0.036部
(2.6モル)とする以外は実施例1と同様に行なって
ポリエチレンナフタレートを得た。このポリマー特性を
表1に示す。
【0040】
【比較例1】酢酸カリウムを0.005部(0.48モ
ル)、トリメチルフォスフェートを0.034部(2.
4モル)とする以外は、実施例1と同様に行なってポリ
エチレンナフタレートを得た。このポリマー特性を表1
に示す。
【0041】
【比較例2】トリメチルフォスフェートを0.015部
(1.1モル)とする以外は実施例1と同様に行なって
ポリエチレンナフタレートを得た。このポリマー特性を
表1に示す。
【0042】
【比較例3】トリメチルフォスフェートを0.20部
(14.0モル)とする以外実施例1と同様に行なって
ポリエチレンナフタレートを得た。このポリマー特性を
表1に示す。
【0043】
【比較例4】三酸化アンチモンを0.047部(1.6
モル)とする以外は実施例1と同様に行なってポリエチ
レンナフタレートを得た。このポリマー特性を表1に示
す。
【0044】
【比較例5】酢酸カリウムを酢酸ナトリウム3水塩に変
更し、0.002部(0.12モル)添加する以外は実
施例1と同様に行なってポリエチレンナフタレートを得
た。このポリマー特性を表1に示す。
【0045】
【表1】
【0046】表1に示すように本発明のポリエチレンナ
フタレートを用いて得られたフイルムの表面平坦性は極
めて良好であった。さらにフイルム中の異物も少なく、
品質は満足できるものであった。
【0047】
【発明の効果】本発明の方法によれば、触媒に起因によ
る残渣粒子の発生が極めて少ないポリエチレンナフタレ
ートを製造することができ、該ポリエチレンナフタレー
トは成形品、特にフイルムとしてもその表面平坦性が良
好で工業的な価値は極めて高いものである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ナフタレンジカルボン酸の低級アルキル
    エステルとエチレングリコールとを反応させてポリエチ
    レンナフタレートを製造する際、マンガン化合物、カリ
    ウム化合物、リン化合物及びアンチモン化合物を、下記
    式(1)〜(4)を満足する割合で添加することを特徴
    とするポリエチレンナフタレートの製造方法。 【数1】 (ただし、Mnはマンガン化合物の、酸成分106 g当
    りのモル数、Kはカリウム化合物の、酸成分106 g当
    りのモル数、Pはリン化合物の、酸成分106 当りのモ
    ル数、Sbはアンチモン化合物の、酸成分106 g当り
    のモル数である。)
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