JPH09157372A - ポリエステルの製造方法 - Google Patents

ポリエステルの製造方法

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JPH09157372A
JPH09157372A JP31398595A JP31398595A JPH09157372A JP H09157372 A JPH09157372 A JP H09157372A JP 31398595 A JP31398595 A JP 31398595A JP 31398595 A JP31398595 A JP 31398595A JP H09157372 A JPH09157372 A JP H09157372A
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JP
Japan
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polyester
catalyst
ethylene glycol
heat treatment
solution
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JP31398595A
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Yoichiro Azuma
洋一郎 東
Hiroshi Yatani
広志 八谷
Yoshifumi Kawakami
佳史 河上
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エーテル結合および末端カルボキシル基含有
量が少なくて熱安定性に優れたポリエステルを効率よく
製造すること。 【解決手段】 ジカルボン酸成分とジオール成分からな
るポリエステルを製造するに際して、三酸化二アンチモ
ンのエチレングリコールに溶解せしめた溶液または懸濁
せしめた懸濁液を、200℃以上の温度で30分間以上
加熱処理したものを触媒として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合反応で副生す
るエーテル結合および末端カルボキシル基含有量の少な
いポリエステルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルは、衣料及び産業資材に広
範囲に利用されている有用な高重合体であるが、ポリエ
ステル重合反応で副生するエーテル結合はポリマーの熱
安定性の低下を引き起こし、最終製品の品質低下の原因
となることが知られている。このエーテル結合の生成を
抑制するため、従来、種々の添加剤を加え、あるいは、
重合反応条件を特定することが試みられている。すなわ
ち、添加剤を加え、エーテル結合の生成を抑制する例
は、例えば特開平5ー170883号公報に記載されて
いるようにトリエチルアミンなどに代表される第3級ア
ミン、水酸化テトラエチルアンモニウムなどの水酸化第
4級アンモニウム塩および炭酸リチウムなどの塩基性化
合物を少量添加することによりエーテル結合の生成量を
抑えることが知られている。
【0003】また、重合反応条件の特定してエーテル結
合の生成を抑制する例としては、ジオール成分に対する
ジカルボン酸成分のモル比を上げることによりエーテル
結合の生成を抑制できることが一般的に知られている。
しかしながら、このような添加剤の添加や重合反応条件
の特定によるエーテル結合の生成を抑制する方法では、
重合反応速度が低下し、結果として重合反応時間を延長
せざるを得ず、ポリマー生産性の点で実用的な方法とは
言いがたい。また、重合反応に於ける末端カルボキシル
基の生成も熱安定性の低下をもたらすことが知られてお
り、従来、リン酸、トリメチルホスフェートなどのリン
化合物が安定剤として用いられている。しかしながら、
これらのリン化合物は重合反応を阻害する傾向があり、
特に添加量がポリエステルのジカルボン酸成分に対して
0.1モル%を越えると重合反応が著しく阻害されるた
め、重合時間を大幅に延長せねばならず、末端カルボキ
シル基生成抑制に充分な量のリン化合物を加えることは
実用上困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記添加剤
の添加や重合反応条件の特定によるエーテル結合の生成
の抑制、及び安定剤の添加による重合反応の阻害による
重合反応時間の延長がない、しかも重合反応で副生する
エーテル結合および末端カルボキシル基含有量の少ない
ポリエステル、中でもポリエチレンテレフタレートの製
造方法の提供を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
の解決するために鋭意検討した結果、特定の条件で調製
した触媒を用いることにより、上記課題の解決法を見い
だした。即ち、本発明は、ジカルボン酸成分とジオール
成分からなるポリエステルを製造するに際して、三酸化
二アンチモン化合物をジオール成分に溶解せしめた溶液
または懸濁せしめた懸濁液を200℃以上の温度で30
分間以上加熱処理したものを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方法であり、特にテレフタ
ル酸とエチレングリコールを主成分とするポリエステル
を製造するに際して、三酸化二アンチモンをエチレング
リコールに溶解せしめた溶液または懸濁せしめた懸濁液
を200℃以上の温度で30分間以上加熱処理したもの
を触媒として用いることを特徴とするポリエステルの製
造方法である。すなわち、三酸化二アンチモン(Sb2
3 )触媒の調製条件を従来と全く変えることによっ
て、驚くべきことに重合反応時間を延長することなく、
エーテル結合と末端カルボキシル基含有量の少ないポリ
エステルを重合できることを見い出した。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明におけるジカルボン酸成分としては、例えば、テレ
フタル酸、イソフタル酸、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、3,5−ジカルボキ
シベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの芳香族ジカルボ
ン酸、シュウ酸、コハク酸、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、
ドデカン二酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸、
ヘキサヒドロテレフタル酸等の如き脂環族ジカルボン酸
などが好ましく、中でもテレフタル酸が特に好ましい。
【0007】同様に、ジオール成分としては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、
ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグ
リコールなどの脂肪族グリコール、1,4−シクロヘキ
サンジメタノールなどの脂環族グリコール、2,2−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)スルフォン、ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)エーテルなどの芳香族グリコールが好ましい
が、中でもエチレングリコールが特に好ましい。以下、
特に好ましいポリエステルであるポリエチレンテレフタ
レート(以下、PETと略称する)の製造に関して詳細
に説明する。本発明のPETは、テレフタル酸とエチレ
ングリコールを主たる繰り返し単位とするポリエステル
以外に、小量(通常、全酸成分に対して10モル%以
下)の上記の如きジカルボン酸(テレフタル酸は除
く)、上記の如きジオール類(エチレングリコールは除
く)やハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ブチル
ハイドロキノン、アミルハイドロキノン、レゾルシンな
どを含有することができ、また少量(通常、10重量%
以下)のポリオキシアルキレングリコールが共重合され
ていてもよい。
【0008】さらに、PETが実質的に線状である範囲
(通常、1モル%以下)のトリメリット酸、ピロメリッ
ト酸の如きポリカルボン酸、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール等の如きポリオール
が共重合されていても差し支えない。なお、必要に応じ
て、二酸化チタン等の艶消剤、着色防止剤、酸化防止
剤、アニオン系・カチオン系・非イオン系の界面活性
剤、帯電防止剤、易染化剤、無機微粒子着色剤、難燃剤
等を含んでいてもよい。
【0009】本発明における触媒の加熱処理はエチレン
グリコールに三酸化二アンチモンを室温(10〜30
℃)にて投入して懸濁液とした後、ただちにこれを加熱
処理しても良いが、加熱処理前に三酸化二アンチモンを
エチレングリコールに100〜200℃の温度で溶解し
ておいてもよい。その溶解濃度は特に限定されないが、
溶解濃度が低過ぎると三酸化二アンチモンの溶解に要す
るグリコール量が増加し、重合反応中のエーテル結合
(以下、DEGと略称する)の生成量増加を引き起こし
やすい。また溶解濃度が高過ぎると触媒添加時に三酸化
二アンチモンが析出しやすく、重合反応液中に効果的に
触媒を供給することが困難となる。よって、溶解濃度は
1〜5%の範囲が好ましい。
【0010】上記の三酸化二アンチモンをエチレングリ
コールに溶解する溶解温度も特に限定されるものではな
いが、溶解速度を速めるために150〜200℃の範囲
が好ましい。三酸化二アンチモンのエチレングリコール
溶液の加熱処理は耐圧容器内でエチレングリコールの沸
点200℃以上の温度で行う。加熱処理温度が200℃
に満たない場合はDEG抑制効果が見られない。加熱処
理温度の上限に関しては特に制限はないが、300℃以
上では容器内のエチレングリコールの蒸気圧の増大によ
り、加熱処理操作が難しくなる。このため220〜28
0℃の範囲で加熱処理するのが好ましい。
【0011】加熱処理時間は加熱処理温度に依存し、低
温であれば長時間を要し、高温であれば短時間でよい
が、30分間以下であればたとえ高温で処理してもDE
G及び末端カルボキシル基抑制の効果は得られない。加
熱処理時間の上限に関しては、特に制限はないが、10
時間以上では加熱処理中にエチレングリコールの熱分解
が顕著になる。30分間〜10時間が好ましく、特に2
〜5時間が好ましい。本発明において使用される三酸化
二アンチモンの量は、PET重合での一般的な添加量に
準じたものであればよいが、通常、アンチモン原子重量
でPET理論生成量に対し0.005〜0.2重量%、好
ましくは0.01〜0.1重量%である。以上、述べてき
たテレフタル酸を原料とする所謂直重合法の場合の加熱
処理した触媒溶液または懸濁液の添加時期は、エステル
化反応開始前またはエステル化反応終了後のいずれでも
よい。しかしながら、テレフタル酸ジメチルを原料とす
る所謂DMT法の場合は、エステル交換反応後でなけれ
ばならない。
【0012】
【発明の実施の形態】まず、本実施例で用いた種々の測
定方法について以下に簡単に説明する。 (1)ポリエステルの還元粘度(ηsp/c) 還元粘度はoークロロフェノール溶液中35℃、1.0
重量%で測定した値である。 (2)エーテル結合量(DEG量) DEG量は常法により加水分解し、生成したジオール成
分をガスクロマトグラフィーで定量した。 (3)末端カルボキシル基含有量([COOH]) [COOH]はポリエステル試料1000mgを25m
lベンジルアルコールに加熱溶解し、これにクロロホル
ム25mlを加えて希釈した後、フェノールレッドを指
示薬として0.02N−水酸化ナトリウム/ベンジルア
ルコール溶液により滴定し、定量した。
【0013】
【実施例1】三酸化二アンチモン2gをエチレングリコ
ール98g中に投入後、180℃で120分間、加熱溶
解することにより調製した2%三酸化二アンチモンのエ
チレングリコール溶液を室温まで徐冷し、耐圧容器内に
て280℃で30分間加熱処理した後に、この調製液を
0.23g/分、エチレングリコールを4g/分、テレ
フタル酸を10g/分、それぞれの供給速度で連続反応
槽内へ供給し、水の留出量が2.0g/分となるように
260℃、180分間、エステル化反応を行い、12.
2g/分のオリゴマーを得た。ここで生成したオリゴマ
ー400gを別のオートクレーブ内に移し、徐々に昇温
減圧していき、最終温度を280℃、最終圧力を0.5
mmHgに保って、120分間撹拌後、生成したポリマ
ー377gを取り出した。そのポリマーのDEG量は
0.79%、[COOH]は29meq/Kg、ηsp
/cは0.70であった。
【0014】
【実施例2】触媒の加熱処理条件を260℃、120分
とした以外は実施例1と同様の条件で重合を行った。そ
のポリマーのDEG量は0.80%、[COOH]は2
8meq/Kg、ηsp/cは0.70であった。
【0015】
【実施例3】触媒の加熱処理条件を240℃、180分
とした以外は実施例1と同様の条件で重合を行った。そ
のポリマーのDEG量は0.78%、[COOH]は2
7meq/Kg、ηsp/cは0.70であった。
【0016】
【実施例4】触媒の加熱処理条件を220℃、300分
とした以外は実施例1と同様の条件で重合を行った。そ
のポリマーのDEG量は0.77%、[COOH]は2
8meq/Kg、ηsp/cは0.70であった。
【0017】
【実施例5】ジメチルテレフタレート400gとエチレ
ングリコール253gとをオートクレーブ中で昇温しな
がら溶解し、これに160℃〜220℃の範囲で酢酸マ
ンガンエチレングリコール(1.25%)溶液を13.9
ml添加した後、メタノールが165ml以上留出した
時点(エステル交換終了時点)で、これにトリメチルフ
ォスフェートのエチレングリコール溶液(2.5%)を
4.3ml添加し、さらにこの反応液中に2%の三酸化
二アンチモン・エチレングリコール溶液を280℃、3
0分間加熱処理した触媒溶液9mlを添加した。その後
徐々に昇温と減圧を行い、最終温度を280℃、最終真
空度を0.5mmHgに保ちつつ180分撹拌後、生成
したポリマーを取り出した。そのDEG量は0.85
%、[COOH]は32meq/Kg、ηsp/cは
0.70であった。
【0018】
【実施例6】三酸化二アンチモンエチレングリコール溶
液の加熱処理時間を120分に変えた以外は実施例5と
同様に行った。その結果、DEG量は0.88%、[C
OOH]は30meq/Kg、ηsp/cは0.70で
あった。また、重合時間は180分であった。
【0019】
【比較例1】加熱処理しない三酸化二アンチモンのエチ
レングリコール溶液を用いること以外は実施例1と同様
に行った。その結果、DEG量は1.21%、[COO
H]は41meq/Kg、ηsp/cは0.70とな
り、実施例に比べてともに増加した。
【0020】
【比較例2】触媒の加熱処理条件を198℃、120分
とした以外は実施例1と同様の条件で重合を行った。そ
のポリマーのDEG量は1.20%、[COOH]は4
1meq/Kg、ηsp/cは0.70であった。
【0021】
【比較例3】触媒の加熱処理条件を280℃、10分と
した以外は実施例1と同様の条件で重合を行った。その
ポリマーのDEG量は1.19%、[COOH]は42
meq/Kg、ηsp/cは0.70であった。
【0022】
【比較例4】触媒溶液を加熱処理しない以外は実施例5
と同様に行った。そのポリマーのDEG量は1.14
%、[COOH]は53meq/Kg、ηsp/cは
0.70であった。
【0023】
【比較例5】触媒の加熱処理条件を198℃、120分
とした以外は実施例5と同様の条件で重合を行った。そ
のポリマーのDEG量は1.12%、[COOH]は5
2meq/Kg、ηsp/cは0.70であった。以上
の実施例1〜4および比較例1〜3の結果を表1に、実
施例5〜6および比較例4〜5の結果を表2に記す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明の方法により調製された触媒を用
いることにより、重合時間を延長することなく、エーテ
ル結合および末端カルボキシル基含有量が少なくて熱安
定性に優れたポリエステルを効率よく製造することがで
きる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジカルボン酸成分とジオール成分からな
    るポリエステルを製造するに際して、三酸化二アンチモ
    ン化合物をジオール成分に溶解せしめた溶液または懸濁
    せしめた懸濁液を200℃以上の温度で30分間以上加
    熱処理したものを触媒として用いることを特徴とするポ
    リエステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 テレフタル酸とエチレングリコールを主
    成分としてポリエステルを製造するに際して、触媒とし
    て三酸化二アンチモンをエチレングリコールに溶解した
    溶液または懸濁せしめた懸濁液を触媒として用いること
    を特徴とする請求項1記載のポリエステルの製造方法。
JP31398595A 1995-12-01 1995-12-01 ポリエステルの製造方法 Withdrawn JPH09157372A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11217428A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Toyobo Co Ltd ポリエステル系樹脂およびブロー成形品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11217428A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Toyobo Co Ltd ポリエステル系樹脂およびブロー成形品

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Effective date: 20030204