JPH10245433A - ポリエチレンナフタレート - Google Patents

ポリエチレンナフタレート

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JPH10245433A
JPH10245433A JP5163697A JP5163697A JPH10245433A JP H10245433 A JPH10245433 A JP H10245433A JP 5163697 A JP5163697 A JP 5163697A JP 5163697 A JP5163697 A JP 5163697A JP H10245433 A JPH10245433 A JP H10245433A
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JP
Japan
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mol
compound
acid
polyethylene naphthalate
catalyst
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JP5163697A
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Minoru Suzuki
稔 鈴木
Kimihiko Sato
公彦 佐藤
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱安定性が良好で、色相、透明性に優れたボ
トル、シート等の包装材料用ポリエチレンナフタレート
(PEN)を提供すること 【解決手段】 エステル交換触媒および重合触媒とし
て、Co、Mg、Ca、Pの化合物及びSb化合物を下
記式を満足する量含有する。 0.08≦Co≦1.2 モル ・・・・(1) 2.0 ≦( Mg+Ca)≦6.0 モル・・・(2) 1.3 ≦(Mg/Ca)≦6.0 ・・・・(3) 1.0 ≦P/(Co+Ca+Mg)≦1.5 ・・・(4) 0.8 ≦Sb≦3.0 モル ・・・・(5) (但し、モルは酸成分106 g当たり)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリエチレンナフタ
レンジカルボキシレート(以下ポリエチレンナフタレー
ト又はPENと略記する。)に関し、更に詳しくは熱安
定性が良好で色相及び透明性に優れ、ボトル及びシート
等の包装材料成形に適したPENに関する。
【0002】
【従来の技術】PENはポリエチレンテレフタレート
(以下PETと略記する。)に比べ耐熱性、ガスバリア
−性、耐薬品性、紫外線カット性、屈折率等の基本物性
が優れていることからボトル(容器)やシート材等に有
用であり、PETとのブレンド使用又は単独使用による
数多くの提案が行われている。中でもジュースなどの飲
料用ボトルに使用される材料については商品価値の点よ
り、色相及び透明性に優れた材料が強く要求されてい
る。PENは基本的にはPETと同様な触媒で反応させ
ることができ、特に色相面及びコスト面から重合触媒と
して、三酸化アンチモンを用いると有効であることが予
測されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PEN
はPETと比べるとボトル成形時のブロー延伸等で白化
が起こりやすく、われわれの研究ではボトル(製品)の
透明性の面では十分に満足しうるものが得られない問題
が有る。この白化を起こす要因を解明した結果、触媒に
起因する触媒析出物による内部へーズとその触媒析出物
粒子が誘発する結晶化とによるものと推定された。特に
PENの場合、PETに比べボトル成形(延伸)時の応
力が非常に大きくなり、その影響が出やすいとも推定さ
れた。即ち、白化を抑制するためには触媒等による析出
物の量を低減する必要が有り、この手段として特定の触
媒種、量、比率を限定することが提案されており、この
触媒系についてのPENの透明性は確かに向上した。し
かしながら、色相及び熱安定性の面で充分満足いくもの
ではない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実情
にかんがみ鋭意検討の結果、析出物の生成を抑制すべ
く、エステル交換触媒を失活させるために用いるリン化
合物の添加量が等モル量より少なくなり触媒作用が完全
に失活されていないと、ポリマーの成形等に際しその分
解速度が大きくなるため、色相、熱安定性が不十分とな
ることを見出し、触媒の種、量及び比率を検討し、特に
リン化合物の量をエステル交換触媒量に比べ少なくとも
等モル添加することにより、熱安定性が良好でしかも色
相や透明性に優れたポリエチレンナフタレートを得るこ
とができる事を見出した。
【0005】即ち、本発明はナフタレンジカルボン酸を
主たる酸成分とし、エチレングリコールを主たるグリコ
ール成分とするポリエステルであって、触媒としてのコ
バルト化合物、マクネシウム化合物、カルシウム化合
物、リン化合物及びアンチモン化合物を下記式(1)〜
(5)を同時に満たした量で含有するポリエチレンナフ
タレートである。 0.08≦Co≦1.2モル・・・・・(1) 2.0≦(Mg+Ca)≦6.0モル・・・・(2) 1.3≦(Mg/Ca)≦6.0 ・・・・・(3) 1.0≦P/(Co+Ca+Mg)≦1.5・・(4) 0.8≦Sb≦3.0モル ・・・・(5) (但し、上記数式中の各金属元素は酸成分106 g当た
りのモル数を示す。)
【0006】
【発明の実施の形態】以下本発明について説明する。本
発明において、「主たる」とは70モル%以上、好まし
くは80モル%以上であることを言う。従って、30モ
ル%未満の他の成分が共重合又は混合体として含有され
てもよい。
【0007】本発明におけるポリエチレンナフタレート
は、ポリエチレンー2,6ーナフタレンジカルボキシレ
ートのホモポリマーを主たる対象とするが、例えば2,
6ーナフタレンジカルボン酸成分の一部(30モル%未
満)を2,7ー、1,5ー、1,7ーその他のナフタレ
ンジカルボン酸の異性体或はテレフタル酸或はイソフタ
ル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジ
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等のごとき他の芳香族ジカル
ボン酸;ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソ
フタル酸等の如き脂環属族ジカルボン酸;アジピン酸、
セバチン酸、アゼライン酸等の如き脂肪族ジカルボン
酸;p−βーヒドロキシエトキシ安息香酸、εーオキシ
カプロン酸等の如きオキシ酸等の他の二官能性カルボン
酸で置き換えても良い。
【0008】更に、エチレングリコール成分の一部を例
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、デカメチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、
1,1ーシクロヘキサンジメタノール、1,4ーシクロ
ヘキサンジメタノール、2,2ービス(4′−βーヒド
ロキシフェニル)プロパン、ビス(4′ーβーヒドロキ
シエトキシフェニル)スルホン酸等の他の多官能化合物
の1種以上で置換して30モル%未満の範囲で共重合せ
しめたコポリマーであってもよい。
【0009】本発明のポリエチレンナフタレートは前述
のような酸成分のエステル形成性誘導体、例えばジ低級
アルキルナフタレートとエチレングリコールのようなグ
リコールをエステル交換反応させた後、重縮合して製造
されるものを対象とするが、エステル交換反応において
は、ナフタレンジカルボン酸の低級アルキルエステルと
通常のエチレングレコールに該酸成分106 g当たり、
0.08〜1.2モルのコバルト化合物並びに2.0〜
6.0モルのカルシウム化合物とマグネシウム化合物を
合計した量をエステル交換反応触媒として添加する。以
下モルとは酸成分106 g当たりのモル数を示す。
【0010】ここで、コバルト化合物を添加しめる目的
は、エステル交換反応触媒の効果に加えて、色相悪化の
原因である黄色化を抑制するためであり、その添加量が
0.08モル未満では効果が発現せず、逆に1.2モル
を超えると色相が灰色化し、色相の悪化をもたらしてし
まう。一方、カルシウム化合物とマグネシウム化合物に
ついては、その合計量が6.0モルを超えると触媒残さ
による析出粒子の影響によって成形した際に白化現象が
みられ、透明性がそこなわれる。逆に2.0モル未満で
はエステル交換反応が不十分になるばかりか、その後の
重合反応も遅くなり好ましくない。
【0011】又、前述のカルシウム化合物に対するマグ
ネシウム化合物の添加量のモル比は1.3〜6.0の範
囲である。このモル比が6.0を超えても1.3未満で
もやはり触媒残さによる粒子の析出が生じ、成形した場
合に白化現象が見られ、透明性がそこなわれる。
【0012】さらに、エステル交換触媒を失活させるた
めにリン化合物を添加するものであるが、リン化合物の
添加量(モル比)がコバルト化合物、カルシウム化合物
及びマグネシウム化合物の合計添加量に対し、1.0〜
1.5の範囲とする必要がある。このモル比が1.0未
満であると、エステル交換触媒が完全に失活せず、熱安
定性が悪く、その影響でポリマーが着色したり、成形時
の物性低下をもたらす不都合がある。逆に、1.5を超
えても熱安定性に好ましくない。
【0013】尚、本発明においてコバルト化合物、カル
シウム化合物及びマグネシウム化合物としては酸化物、
塩化物、炭酸塩、カルボン酸塩が挙げられ、特に限定さ
れないが、特に酢酸塩、すなわち、酢酸コバルト、酢酸
カルシウム及び酢酸マグネシウムが好ましい。
【0014】又、リン化合物としてはトリメチルホスフ
ェート、トリエチレンホスフェート又はトリーnーブチ
ルホスフェート及び正リン酸が挙げられる。好ましくは
トリメチルホスフェートである。
【0015】又、重合反応触媒としては、色相の面から
アンチモン化合物として、三酸化アンチモンが好まし
い。三酸化アンチモンの添加量としては少なすぎると重
合反応性が低くなって生産性が悪く、逆に多すぎると熱
安定性が劣って成形時の物性低下及び色相悪化を招くこ
とから、実質的に0.8〜3.0モルの範囲とする。
【0016】前述の種々の触媒系の添加時期はコバルト
化合物、カルシウム化合物及びマグネシウム化合物にお
いてはエステル交換反応開始時点からその初期の間にす
べてを添加するのが好ましい。一方、リン化合物はエス
テル交換反応が実質的に終了した後、固有粘度が0.3
に達する迄に添加出来る。又、アンチモン化合物はリン
化合物を添加する10分以上前に、更に固有粘度が0.
2に達する迄に添加する。
【0017】本発明のポリエチレンナフタレートは従来
のエステル交換法を経由する重縮合法に従って製造で
き、例えばジアルキルナフタレートとエチレングリコー
ルを前述のコバルト化合物、カルシウム化合物およびマ
グネシウム化合物を前述の量範囲で添加してエステル交
換反応をせしめ、エステル交換反応が実質的に終了した
後、前述の量範囲のアンチモン化合物を添加し、固有粘
度が0.3に達する前にリン化合物を添加し、減圧下に
重縮合反応せしめる。又、固有粘度を上げるために常法
により固相重合しても良い。
【0018】このようにして得られる本発明のポリエチ
レンナフタレートは、固有粘度(テトラクロロエタン:
フェノール=4:6混合溶媒中、35℃)が0.40〜
0.90であることが好ましく、さらに好ましくはボト
ル等の包装材成形用0.50〜0.90、シート等の包
装材成形用0.40〜0.60である。
【0019】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。なお、実施例中、「部」は「重量部」であ
る。
【0020】(1)固有粘度(IV):テトラクロロエ
タン:フェノ−ル=4:6の混合溶媒中、35℃で測
定。
【0021】(2)Col−L、b(色相):ポリマー
を160℃×90分乾燥機中で熱処理し、結晶化させた
後、カラーマシン社製 CM−7500型カラーマシン
で測定する。
【0022】(3)ヘーズ:ポリマーを160℃で5時
間乾燥した後、名機制作所製の射出成形機100DMを
用い、成形温度300℃で55gのプリフォームを成形
し、これをブロー延伸し、内容積1.5L、胴部肉厚3
00μmのボトルとした。このボトル胴部のヘーズを日
本電色工業社製濁度計にて測定。
【0023】(4)シートの成形性:ポリマーを160
℃で5時間乾燥した後、製膜機を用い成形温度300℃
で300μm厚のシートを成形し、成形性を次のように
評価した。○:良好、△:粘度がやや高いため成形性良
好とはいえない。
【0024】〔実施例1〕2,6ーナフタレンジカルボ
ン酸ジメチルエステル100部とエチレングリコール
(EGと略記する)51部とを酢酸コバルト四水塩0.
005部(0.2モル)、酢酸カルシウム一水塩0.0
14部(0.8モル)及び酢酸マグネシウム四水塩0.
044部(2.1モル)をエステル交換触媒として用
い、常法に従ってエステル交換反応させ、三酸化アンチ
モンのEG1%溶液1.58部(1.6モル)添加した
のち、トリメチルフォスフェート0.047部(3.4
モル)を添加し、エステル交換反応を終了せしめた。次
に引き続き常法通り高温高真空下で重縮合反応を行い、
その後ストランド型のチップとした。得られたポリマー
の固有粘度は0.60であり、重合時間は120分であ
った。ボトル成形後のヘーズは2.0%であった。又、
シートの成形性は粘度がやや高いため成形性良好とはい
えないものであった。
【0025】〔実施例2〜5、比較例1〜9〕酢酸コバ
ルト四水塩、酢酸マグネシウム四水塩、酢酸カルシウム
一水塩、トリメチルフォスフェート、三酸化アンチモン
の量、比率を表1に示す様に変更する以外は、基本的に
実施例1と同様に行った。また、これらの得られたポリ
マー品質及び各評価結果についても併せて表1に示し
た。
【0026】なお、実施例5のものは、ボトルとしては
成形できなくともシートの成形には好適であった。
【0027】
【表1】
【0028】これらの結果から判るように、重縮合触媒
量が少ないと反応性が悪く、生産性の問題を生じ(比較
例1及び7)、逆に多すぎる場合(比較例2)やMg/
Ca比率(比較例3、4)、P/(Co+Ca+Mg)
比率(比較例5、6)が適正でないと、透明性及び/ま
たは色相の悪化をまねく。更に上記の添加量比が適切で
あった場合でも、Coを適量添加しないと(比較例8及
び9)色相の面で充分満足できるものが得られない。
【0029】
【発明の効果】本発明のポリエチレンナフタレートは色
相や透明性に優れておりボトル等の包装材またはシート
状の包装材に用途展開が可能である。特に、ボトル形成
時の白化(くもり)が小さく、商品価値の高いボトル製
品となりうる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ナフタレンジカルボン酸を主たる酸成分
    とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分とす
    るポリエステルであって、触媒としてのコバルト化合
    物、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、リン化合
    物及びアンチモン化合物を下記式(1)〜(5)を同時
    に満たした量で含有するポリエチレンナフタレート。 0.08≦Co≦1.2モル・・・・・(1) 2.0≦(Mg+Ca)≦6.0モル・・・・(2) 1.3≦(Mg/Ca)≦6.0 ・・・・・(3) 1.0≦P/(Co+Ca+Mg)≦1.5・・(4) 0.8≦Sb≦3.0モル ・・・・(5) (但し、上記数式中の各金属元素は酸成分106 g当た
    りのモル数を示す。)
  2. 【請求項2】 アンチモン化合物が三酸化アンチモンで
    ある請求項1記載のポリエチレンナフタレート。
JP5163697A 1997-03-06 1997-03-06 ポリエチレンナフタレート Pending JPH10245433A (ja)

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TW087103063A TW514583B (en) 1997-03-06 1998-03-03 Polyethylene-2, 6-naphthalene dicarboxylate resin and preform and bottle molded thereof
AU56406/98A AU735548B2 (en) 1997-03-06 1998-03-03 Polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate resin and preform and bottle molded thereof
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DK98301607T DK0863171T3 (da) 1997-03-06 1998-03-04 Fremgangsmåde til fremstilling af polyethylen-2,6-naphthalendicarboxylatresin
EP98301607A EP0863171B1 (en) 1997-03-06 1998-03-04 Process for preparing polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate resin.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0974619A4 (en) * 1998-02-09 2001-11-21 Teijin Ltd POLYETHYLENE NAPHTHALIC DICARBOXYLATE RESIN COMPOSITION

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0974619A4 (en) * 1998-02-09 2001-11-21 Teijin Ltd POLYETHYLENE NAPHTHALIC DICARBOXYLATE RESIN COMPOSITION

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