JPH0781002B2 - 共重合ポリエステルの製造方法 - Google Patents

共重合ポリエステルの製造方法

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JPH0781002B2
JPH0781002B2 JP63310105A JP31010588A JPH0781002B2 JP H0781002 B2 JPH0781002 B2 JP H0781002B2 JP 63310105 A JP63310105 A JP 63310105A JP 31010588 A JP31010588 A JP 31010588A JP H0781002 B2 JPH0781002 B2 JP H0781002B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は共重合ポリエステルの直重法による製造方法に
関する。
〔従来の技術〕
芳香族ジカルボン酸を主とするジカルボン酸成分と下記
一般式(I): 〔式中R1およびR2は−H,−OH,−CH3,−C2H5,−CH2OHお
よびNH2より選ばれる。〕 を1モル%〜90モル%含む多価アルコール成分からなる
共重合ポリエステル樹脂は、従来、おもにジカルボン酸
ジメチルエステルと多価アルコール成分とのエステル交
換反応を経て重縮合を行ない製造されていた。
一方、芳香族ジカルボン酸を主とするジカルボン酸成分
と上記一般式(I)で表わされる多価アルコールを含む
多価アルコール成分とを直重法によって、すなわち、エ
ステル化反応を経て重縮合を行なうことも試みられた
が、エステル化反応時間が長いという難点がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような直重法による共重合ポリエステルの製造に
おいて、エステル化反応時間を短かくしようとすれば23
0℃以上の反応温度が必要となるが、このような高温条
件でエステル化反応を行なうと、原因ははっきりしない
が、多価アルコールの変成がおこり、通常用いられてい
る触媒系ではその添加量を多くしてもうまく重縮合が進
行しない。この多価アルコールの変成は反応混合物中の
カルボン酸末端の数(以下、「酸価」という)が高く、
かつ、反応温度が230℃をこえる場合におこりやすいと
考えられる。
直重法とは対照的に、反応成分の酸価が低く、反応温度
の低いエステル交換反応を経て芳香族ジカルボン酸を主
とするジカルボン酸成分と一般式(I)で表わされる多
価アルコールを含む多価アルコール成分からなる共重合
ポリエステル樹脂を製造する場合には、同一の重合条件
下に問題なく重縮合が進行する。
発明者らは、直重法による共重合ポリエステルの製造に
おいて遭遇する上記課題を解決すべく検討を重ねた結
果、芳香族ジカルボン酸を主とするジカルボン酸成分と
上記多価アルコール成分とのエステル化反応を230℃以
上で行なった場合でも、通常用いられる重合触媒ととも
に、Zn化合物を添加することにより、すみやかに重縮合
が進行することを見出し、本発明を完成した。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明の直重法による共重合ポリエステルの
製造方法は、芳香族ジカルボン酸またはそれを主とする
ジカルボン酸またはそれを主とするジカルボン酸混合物
からなるジカルボン酸成分と、下記の一般式(I): 〔式中、R1およびR2は−H,−OH,−CH3,−C2H5,−CH2OH
およびNH2より選ばれる〕 で表わされる多価アルコールを1モル%〜90モル%含む
多価アルコール混合物からなる多価アルコール成分とを
エステル化反応を行い、ついで重縮合反応させて共重合
ポリエステルを製造する方法において、重縮合触媒とし
て、Sb,Ti,SnおよびGe化合物より選ばれた少なくとも一
種の金属化合物と、下記一般式(II): 0.1≦M≦10.0 (II) 〔式中、MはZn化合物中のZn金属の共重合ポリエステル
樹脂106g当りの総グラム原子数(グラム原子/106g)を
示す〕 を満足する量のZn化合物の存在下、重縮合を行なうこと
を特徴とする。
本発明で用いられる芳香族ジカルボン酸としては例えば
テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカル
ボン酸、5−t−ブチルイソフタル酸等があげられる。
これらは2種以上を組合せ用いてもよい。芳香族ジカル
ボン酸とともに用いることのできるジカルボン酸として
は、例えばグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸などが挙げられる。
これら芳香族ジカルボン酸以外のジカルボン酸の許容割
合は、一般に、ジカルボン酸合計重量に基づき50重量%
以下である。
本発明において使用する多価アルコールは下記の一般式
(I): 〔式中、R1およびR2は−H,−OH,−CH3,−C2H5,−CH2OH
およびNH2より選ばれる〕 で表わされる化合物を1モル%〜90モル%含む。このよ
うな化合物の具体例は、1,3−プロピレングリコール、
1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリ
セリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール等である。
一般式(I)で表わされる多価アルコールと併用する多
価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール、1,2−プロパンジオー
ル、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,4
−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビ
ス(2−ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゼン、2,2−
ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)プロ
パン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシプロピルオキ
シ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ
シクロヘキシル)プロパン等があげられる。これらの多
価アルコールおよび前記一般式(I)で表わされる多価
アルコールは、ともに、2種以上を組合せ用いてもよ
い。
芳香族ジカルボン酸を主とするジカルボン酸成分と上記
多価アルコール成分とのエステル化反応は、通常行なわ
れている条件つまり窒素雰囲気中常圧もしくは加圧下に
190〜270℃で行なわれる。
エステル化反応生成物は重縮合に付す。重縮合には通常
用いられる金属触媒、すなわち、アンチモン化合物、ゲ
ルマニウム化合物、スズ化合物およびチタン化合物の中
から選ばれた触媒とともに、亜鉛化合物を用いる。亜鉛
化合物、例えば酢酸亜鉛・2水和物、コハク酸亜鉛、イ
ソフタル酸亜鉛、アジピン酸亜鉛等が挙げられる。亜鉛
化合物は、共重合ポリエステル樹脂106g当りの亜鉛金属
の総グラム原子数(以下、「グラム原子/106」と略す)
が0.1〜10.0グラム原子/106gの範囲となるよう添加す
る。亜鉛金属が0.1グラム原子/106g以下では重縮合反応
がほとんど進行せず、また、10.0グラム原子/106g以上
では共重合ポリエステル樹脂の着色が著しく、また、熱
安定性が低下するので好ましくない。また、重縮合時に
リン化合物が存在すると、重縮合が阻害される傾向にあ
るので、リン化合物が存在しない状態で重縮合反応を行
うのが好ましい。Sb,Ti,SnおよびGe化合物の添加量は使
用する酸成分重量に基づき100〜1000ppmである。
また、亜鉛化合物および他の触媒の添加時期は、重縮合
反応を開始する前ならエステル化反応のどの段階に添加
してもかまわない。重縮合は230℃〜290℃で行うことが
できる。
〔実施例〕
以下、実施例について本発明を更に具体的に説明する。
分子量は、東ソー(株)G-3000H +G-5000H カラムを用
いてGPC法により測定したポリスチレン換算値である。
また、共重合ポリエステル樹脂中のSbおよびZn金属の定
量は原子吸光法によった。
実施例1 テレフタル酸2492g(15.0モル)、イソフタル酸2492g
(15.0モル)、エチレングリコール1118g(18.0モ
ル)、ネオペンチルグリコール1876g(18.0モル)酢酸
亜鉛・2水和物1.0gを反応器に仕込み、窒素で3kg/cm2
の圧力をかけ、加熱撹拌してエステル化反応を行なっ
た。45分かけて内温を260℃まで上昇させ、260℃で30分
間保持した。その後内温を保ったまま30分かけて大気圧
にもどした。
2.0gの三酸化アンチモンを加えて、最終的に1mmHgの真
空度、270℃で重縮合反応を240分間行なった。得られた
共重合ポリエステル樹脂の▲▼は32 500、▲▼
は13,500であった。ポリエステル中の亜鉛およびアンチ
モンの量はそれぞれ0.63および1.93g原子/106gであっ
た。
実施例2 酢酸亜鉛・2水和物の添加時期を重縮合反応の直前に変
えた以外は実施例1と同様の操作によってエステル化反
応および重縮合を行なった。得らてた供重合ポリエステ
ル樹脂の▲▼は3,200、▲▼は13,800であっ
た。ポリエステル中の亜鉛およびアンチモンの量はそれ
ぞれ0.65および1.95g原子/106gであった。
実施例3 酢酸亜鉛・2水和物の添加量を5.0gに変えた以外は実施
例1と同様の操作によってエステル化反応および重縮合
を行なった。得られた共重合ポリエステル樹脂はかなり
着色していたがその▲▼は33,000、▲▼は13,7
00であった。ポリエステル中の亜鉛およびアンチモンの
量はそれぞれ3.23および1.93gであった。
実施例4 テレフタル酸2492g(15.0モル)、イソフタル酸2492g
(15.0モル)、エチレングリコール3040g(49.0モ
ル)、グリセリン188g(2.0モル)、酢酸亜鉛・2水和
物1.0gを反応器に仕込み、窒素で3kg/cm2の圧力をか
け、加熱撹拌してエステル化反応を行なった。45分かけ
て内温を250℃まで上昇させ、250℃で40分間保持した。
その後内温を保ったまま30分かけて大気圧にもどした。
2.0gの三酸化アンチモンを加え、最終的に1mmHgの真空
度、250℃で重縮合反応を80分間行なったところで溶融
粘度が急激に上昇し、ゲル化した。ポリエステル中の亜
鉛およびアンチモンの量はそれぞれ0.69および2.12g原
子/106gであった。
実施例5 テレフタル酸2492g(15.0モル)、イソフタル酸2492g
(15.0モル)、エチレングリコール2801g(45.1g)、ペ
ンタエリスリトール190g (1.4モル)、酢酸亜鉛・2水和物1.0gを反応器に仕込
み、窒素で3kg/cm2の圧力をかけ、加熱撹拌してエステ
ル化反応を行なった。45分かけて内温を250℃まで上昇
させ、250℃で40分間保持した。その後内温を保ったま
ま30分かけて大気圧にもどした。
2.0gの三酸化アンチモンを加え最終的に1mmHgの真空
度、250℃で重縮合反応を60分行なったところで溶融粘
度が急激に上昇し、ゲル化した。ポリエステル中の亜鉛
およびアンチモンの量はそれぞれ0.70および2.13g原子/
106gであった。
比較例1 酢酸亜鉛・2水和物を添加しなかったこと以外は実施例
1と同様の操作を行なった。重縮合操作を開始してから
420分経過しても溶融粘度の上昇はなかった。▲▼
は3,500であり、▲▼は8,000であった。
比較例2 酢酸亜鉛・2水和物を添加しなかったことと、三酸化ア
ンチモンを4.0g添加した以外は実施例1と同様の操作を
行なった。重縮合操作を開始してから420分経過しても
溶融粘度は上昇しなかった。
比較例3 酢酸亜鉛・2水和物の添加量を0.1gに変えたこと以外は
実施例1と同様の操作を行なった。重縮合操作を開始し
てから420分経過しても溶融粘度の上昇はなかった。
比較例4 酢酸亜鉛・2水和物を添加しなかったこと以外は実施例
3と同様の操作を行なった。重縮合操作を開始してから
420分経過しても溶融粘度の上昇はなかった。
比較例5 酢酸亜鉛・2水和物を添加しなかったこと以外は実施例
4と同様の操作を行なった。重縮合操作を開始してから
420分経過しても溶融粘度の上昇はなかった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、直重法によって芳香族ジカルボン酸を
主体とするジカルボン酸成分と前記一般式(I)で表わ
される多価アルコールとを含む多価アルコール成分とか
ら工業的有利に共重合ポリエステル樹脂を製造すること
ができる。すなわち、エステル化反応を230℃以上の高
温で行っても、重縮合反応は速やかに進行する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正光 愛知県名古屋市東区砂田橋4丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−120624(JP,A) 特開 昭55−116724(JP,A) 特開 昭55−115426(JP,A) 特開 昭52−1000(JP,A) 特開 昭50−102694(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芳香族ジカルボン酸またはそれを主とする
    ジカルボン酸混合物からなるジカルボン酸成分と、下記
    の一般式(I): 〔式中、R1およびR2は−H,−OH,−CH3,−C2H5,−CH2OH
    およびNH2より選ばれる〕 で表わされる多価アルコールを1モル%〜90モル%含む
    多価アルコール混合物からなる多価アルコール成分とを
    エステル化反応を行い、ついで重縮合反応させて共重合
    ポリエステルを製造する方法において、重縮合触媒とし
    て、Sb,Ti,SnおよびGe化合物より選ばれた少なくとも一
    種の金属化合物と、下記一般式(II): 0.1≦M≦10.0 (II) 〔式中、MはZn化合物中のZn金属の共重合ポリエステル
    樹脂106g当りの総グラム原子数(グラム原子/106g)を
    示す〕 を満足する量のZn化合物の存在下、重縮合を行なうこと
    を特徴とする共重合ポリエステルの製造方法。
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