JPH11181067A - 不飽和ポリエステル樹脂の製造方法 - Google Patents

不飽和ポリエステル樹脂の製造方法

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JPH11181067A
JPH11181067A JP36595197A JP36595197A JPH11181067A JP H11181067 A JPH11181067 A JP H11181067A JP 36595197 A JP36595197 A JP 36595197A JP 36595197 A JP36595197 A JP 36595197A JP H11181067 A JPH11181067 A JP H11181067A
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JP
Japan
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polyester resin
pet
ppm
terephthalate
glycol
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JP36595197A
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English (en)
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Susumu Yoshimura
延 吉村
Katsuya Tokutomi
勝也 徳富
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DAINIPPON JUSHI KENKYUSHO KK
Original Assignee
DAINIPPON JUSHI KENKYUSHO KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】ポリエチレン−テレフタレートをグリコー
ル分解し、更にα−β不飽和多塩基酸又はその酸無水物
を加えて重縮合を行わせる不飽和ポリエステル樹脂の製
造方法において、ポリエチレン−テレフタレートとして
ジルコニウム、バナジウム、クローム、モリブデン、マ
ンガン、鉄、ニッケル、鉛、錫、銅から選ばれた重金属
類の総含有量が1000ppm 以下の回収ポリエチレン−テレ
フタレート(R−PET)を使用するポリエステル樹脂
の製造方法。 【効果】R−PETを原料として保存安定性及び硬化性
のあるポリエステル樹脂を得ることができるので、好適
な成形材料用原料を極めて低コストで得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回収されたポリエチ
レン−テレフタレート(以下、R−PETと略記する)
を原料に用いた不飽和ポリエステル樹脂(以下、ポリエ
ステル樹脂と略記する)の製造方法に関するものであ
り、更に詳しくは金属含有量を規定したR−PETを原
料とするポリエステル樹脂の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、環境保全の立場から、各種材料の
リサイクルが活発に検討されており、R−PETの有効
利用もその一つで、特にペットボトルのリサイクルは大
きな社会的な関心を呼んでいる。
【0003】R−PETの利用方法は当然のことながら
従来のPETの利用分野に向けられているが、その他に
もポリエステル樹脂の原料として用いることも知られて
いる。然し、研究が行われているとはいえ、その実用化
は不活発である。
【0004】その理由は、R−PETのコスト高と、R
−PETの純度が必ずしも一定せず、これを用いたポリ
エステル樹脂の品質にも影響を及ぼすことがあるためと
考えられる。
【0005】R−PETのコスト高の原因の一つは、R
−PETの製造中の水分を除く段階で費用がかかること
である。即ち、回収工程ではゴミ除去、ラベル剥離など
のプロセスでも多量の水を使用することから、最終的に
はペレット化する以前に水分量は0.1 重量(%) 以下、 望
ましくは0.05重量(%) 以下にしなければ、ペレット化の
溶融工程で分子量低下が起こり、用途によっては利用で
きないことになり、このため水分の除去に要するコスト
は、R−PETの製造原価の40(%) にも達するとされて
いる。
【0006】これに対して、PETをグリコール分解
し、更にα−β不飽和多塩基酸又はその酸無水物を加え
て重縮合を行わせて成形材料の原料となるポリエステル
樹脂を製造する方法は公知であるが、本願発明者らは、
このポリエステル樹脂製造の原料としてR−PETにつ
いて検討を重ねた結果、この目的のためにはR−PET
を必ずしもペレットにする必要はなく、フレーク状で十
分であり、しかもR−PETのグリコール分解の際に
は、水分の混在はなんら支障にならないことを見出し
た。
【0007】そこで、本願発明者らは先にR−PETを
グリコール分解した後、α−β不飽和多塩基酸又はその
酸無水物を加えて重縮合を行わせるポリエステル樹脂の
製造方法を提案した( 特願平 9- 237889号)。
【0008】
【発明が解決しようとする問題点】一方、R−PETの
純度については、周知のようにR−PETは主としてペ
ット−ボトルを回収、破砕、ラベル除去、選別等幾多の
プロセスを経ており、繰り返し、洗浄して極力R−PE
T以外の不純物を除去する努力がなされている。
【0009】然し、色々な環境下で汚染されたR−PE
Tを一定純度に保つことは難しく、中でも重金属類は元
来ポリエチレン−テレフタレート合成の触媒として必ず
添加されているばかりでなく、回収の途上でも汚染のた
めに金属として付着するものも含まれている。
【0010】これに対して、このように金属で汚染され
たR−PETを上述のようなポリエステル樹脂製造の原
料として用いた場合の影響、例えば得られたポリエステ
ル樹脂の硬化性への影響、保存安定性への影響等につい
ては何ら研究されていない。
【0011】そこで、本願発明者らは上述の方法で得ら
れたポリエステル樹脂の硬化性、保存安定性への影響に
ついて研究した結果、一般にポリエチレン−テレフタレ
ート合成には、チタン、アンチモン、ゲルマニウム等の
金属化合物が使用されているが、これらの金属はポリエ
ステル樹脂の硬化性、保存性には殆ど影響しないが、周
期律表(長周期型)IVB、特にジルコニウム、V のバナジ
ウム、VIB のクロム、モリブデン、VIIBのマンガン、VI
IIの鉄、ニッケル、IBの銅、IVA の鉛、錫等の重金属類
はポリエステル樹脂の保存安定性を著しく損なう傾向に
あることが明らかとなった。なお、錫の有機化合物につ
いてはグリコール分解触媒として加えたものも含まれ
る。
【0012】例えばバナジウム、鉄はポリエステル樹脂
の貯蔵安定性を損なう傾向があり、中でもマンガンは有
機過酸化物触媒を併用した成形材料の保存性を著しく損
なう傾向があり、銅の化合物も同様である。
【0013】そして、本願発明者らの研究によればR−
PETを原料とする場合、上述の重金属類の総含有量が
1000ppm 以下、望ましくは100ppm以下である必要があ
る。
【0014】上述の重金属類の総含有量が1000ppm 以上
の場合には得られた不飽和ポリエステル樹脂の保存安定
性が損なわれる。
【0015】なお、上述の重金属類の存在が必ずしもポ
リエステル樹脂に悪影響を与えることでなく、上記規定
値以下であれば好影響を与えることもあり、例えば100p
pm以上の銅の存在はほぼ完全にポリエステル樹脂の硬化
を阻害し、樹脂は硬化しなくなるが、0.5 〜50ppm の銅
の有機酸塩の存在は、コバルトの有機酸塩との併用系で
は、むしろ促進剤的な働きをする場合もある。
【0016】
【問題点を解決するための手段】この発明は、以上の知
見に基づき、ジルコニウム、バナジウム、クローム、モ
リブデン、マンガン、鉄、ニッケル、鉛、錫、銅から選
ばれた重金属類の総含有量が1000ppm 以下のR−PET
を原料としてグリコール分解し、更にα−β不飽和多塩
基酸又はその酸無水物を加えて重縮合を行わせるポリエ
ステル樹脂の製造方法を提案するものである。
【0017】この発明に用いられるR−PETは、主と
してフィルム屑、ペットボトルを原料とした無色のタイ
プが望ましく、着色してあるものは顔料、並びに重金属
の量が多いタイプもあり、ポリエステル樹脂の硬化を阻
害することがあるので望ましくない。
【0018】なお、R−PET中に含まれる重金属の定
量分析は吸光光度法によるのが便利である。これは特定
化合物と発色する系を選択して行われ、その詳細は例え
ば分析化学便覧(日本分析化学会編、III 無機編)に記
載されており、それに必要な器機類による分析方法も整
備されている。
【0019】また、この発明に用いられるR−PETは
付着水と吸着水とを問わず、R−PET100 重量部に対
して0.1 重量部以上10重量部以下の水を含むものでも構
わない。
【0020】なお、普通水洗を終えてフィルター上で水
を切った状態では3〜7重量部、更に遠心分離機で水が
除かれた状態では0.5 〜1.5 重量部の水分がR−PET
に付着しており、これらの含水量のR−PETはそのま
までグリコール分解に供することができる。
【0021】R−PETをグリコール分解する際には、
所望のグリコールと共に必要に応じて錫等の有機化合物
を分解促進の触媒として用い、加熱して行われる。
【0022】グリコール分解に用いるグリコールの種類
は用途に応じて選択される。例えば結晶性が要求される
成形材料に用いる場合は、エチレングリコール、1,4 ブ
タンジオール、1,6 ヘキサンジオール、1,4 シクロヘキ
サンジメタノール、水素化ビスフェノールA等の結晶性
ポリエステル樹脂を形成する種類が有用である。
【0023】スチレンなどのモノマーに溶解する必要の
ある場合には、プロピレングリコール、ジプロピレング
リコール、ネオペンチルグリコール、1,3 ブタンジオー
ル、2,2,4 トリメチルペンタンジオール1,3 、ビスフェ
ノールAのアルキレンオキシド付加物などのむしろ結晶
性を崩し、モノマーの溶解性を可能にするタイプが望ま
しい。勿論、これら2種以上の併用も可能である。
【0024】R−PETとグリコールの比率は、下式の
R−PETを1モルとして計算すると、R−PET10モ
ル(%) 以上90モル(%) 以下、より望ましくは20モル(%)
以上80モル(%) 以下である。
【0025】
【化1】
【0026】当然グリコールの所要量は、反応の際溜出
などで失われる部分を除き、90モル(%) 以下10モル(%)
以上、より望ましくは80モル(%) 以下20モル(%) 以上と
なる。
【0027】10モル(%) 以下のR−PETの使用量で
は、R−PETを使用する意味に乏しく、90モル(%) 以
上の使用量は、α−β不飽和多塩基酸の使用モル比が10
モル(%) 以下となり、生成するポリエステル樹脂が低反
応性となって、強度、その他物性上悪影響があるほか、
スチレンなどのモノマーへの溶解性を著しく損ない、実
用性に欠けたものとなる。
【0028】グリコール分解の後、必須成分としてα−
β不飽和多塩基酸(又はその酸無水物、以後省略)を添
加しなければならないが、その種類は例えば無水マレイ
ン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等を挙げるこ
とができる。
【0029】α−β不飽和酸の使用割合はグリコールと
等モル又はそれ以下で選択される。
【0030】必須成分ではないが、ポリエステル樹脂に
多様性を与える変性用の飽和或は不飽和多塩基酸(又は
その酸無水物)を加えることができる。
【0031】これらとしては、例えば無水フタル酸、イ
ソフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレ
ンテトラヒドロ無水フタル酸、アジピン酸、セバシン酸
等を挙げることができる。
【0032】生成したポリエステル樹脂を溶解し、硬化
させるためのモノマーは、スチレンが好適であり、その
他にはビニルトルエンを使用することができ、更に結晶
性ポリエステル樹脂の場合にアリルモノマーを併用する
ことがある。
【0033】この他に、この発明により得られるポリエ
ステル樹脂には、その使用に当って、各種補強材、フィ
ラー類、着色剤、変性用ポリマー、オリゴマー類、離型
剤等を併用して用いることができることは勿論である。
【0034】
【発明の効果】以上要するに、この発明ではR−PET
を原料として保存安定性及び硬化性のあるポリエステル
樹脂を得ることができるので、好適な成形材料用原料を
極めて低コストで得ることができる。
【0035】次にこの発明の理解を助けるために以下に
実施例を示す。なお、本実施例では適量な重金属類を含
む試料を見出すことが困難であったので、所望量の金属
を加えて行った。
【実施例】実施例1 撹拌機、還流コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1Lセパラブルフラスコに、R−PETとして”よのペ
ットボトルリサイクル(株)”のフレーク状無色、透明
の回収ペットを用いた。
【0036】このR−PETは分析の結果、チタン、ゲ
ルマニウムを除いた他の重金属として、鉄1.9ppm、 アル
ミニウム4.5ppm、 鉛6ppm、 銅0.06ppm、マンガン0.3ppmが
検出された。
【0037】このR−PET230g(1.2モル)、1,2 ブタ
ンジオール96g(1.07モル)、ジブチル錫オキシド(錫と
して500ppm)0.6g を仕込み、1,2 ブタンジオールの還流
下8時間グリコール分解を行った後、コンデンサーを分
溜タイプに取り替え、無水マレイン酸78g(0.8 モル)を
加え、200 〜205 ℃窒素ガス気流中で重縮合を行った。
この結果、酸価29.7で反応を中止、黄褐色透明な液状で
あった。
【0038】ハイドロキノン0.13g を加え、空気気流中
140 ℃でスチレン260gで溶解した。当初透明であった内
容物は、温度の低下と共に濁り始め、常温では黄褐色の
やや白濁した液状ポリエステル樹脂となった。粘度5.9
ポイズであった。
【0039】これに、実施例1〜6で次の金属の有機酸
を(オクチル酸塩)金属として計算量加えた。
【0040】 実施例1 ブランク(錫 500ppm) 実施例2 銅として1ppm 実施例3 銅として3ppm 実施例4 銅として9ppm 実施例5 マンガンとして10ppm 実施例6 鉄として5ppm
【0041】成形材料を想定し、有機過酸化物触媒とし
てt-ブチルパーオキシベンゾエートを樹脂100 重量部に
対して2重量部の割合で加え、市販のローソク瓶に2/3
容量に充填し、ポリエチレンで密栓した。これを60℃で
の恒温槽に入れ、保存性の検証試験を行った。結果を表
−1に示す。
【0042】比較例 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1Lセパラブルフラスコに、1,2 ブタンジオール96g(1.
07モル)、エチレングリコール82g(1.32モル)、ジメチ
ルテレフタレート233g(1.2モル)、テトライソプロピル
チタン0.8gを仕込み、少量の窒素を流しながら160 〜18
0 ℃で脱メタノール反応を行い、メタノールの溜出が終
了した時点で無水マレイン酸76g (0.8モル)を加え、20
0 〜205℃で窒素ガス気流中で重縮合を行った。酸価29.
4で反応を中止し、ハイドロキノン0.13g を加え、空気
気流下でスチレン260gに溶解した。淡黄色透明のポリエ
ステル樹脂が粘度6.1 ポイズで得られた。これに、金属
の有機酸を加えることなく、上述の方法で保存性の検証
試験を行い、その結果を表−1に示す。
【0043】
【0044】即ち、重金属の存在は、保存性を著しく短
縮していることが明らかであり、成形材料、即ちSMC
やBMC用に用いることができない。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年2月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】 実施例1 錫 500ppm 実施例2 銅として 1ppm 実施例3 銅として 3ppm 実施例4 銅として 9ppm 実施例5 マンガンとして 10ppm 実施例6 鉄として 5ppm
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0043
【補正方法】変更
【補正内容】
【0043】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエチレン−テレフタレートをグリコ
    ール分解し、更にα−β不飽和多塩基酸又はその酸無水
    物を加えて重縮合を行わせる不飽和ポリエステル樹脂の
    製造方法において、ポリエチレン−テレフタレートとし
    てジルコニウム、バナジウム、クローム、モリブデン、
    マンガン、鉄、ニッケル、鉛、錫、銅から選ばれた重金
    属類の総含有量が1000ppm 以下のポリエチレン−テレフ
    タレートを使用することを特徴とする不飽和ポリエステ
    ル樹脂の製造方法。
JP36595197A 1997-12-24 1997-12-24 不飽和ポリエステル樹脂の製造方法 Pending JPH11181067A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300967B2 (en) 2004-11-12 2007-11-27 Eastman Chemical Company Polyester polymer and copolymer compositions containing metallic titanium particles
US7368523B2 (en) 2004-11-12 2008-05-06 Eastman Chemical Company Polyester polymer and copolymer compositions containing titanium nitride particles
US8987408B2 (en) 2005-06-16 2015-03-24 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. High intrinsic viscosity melt phase polyester polymers with acceptable acetaldehyde generation rates
US9267007B2 (en) 2005-09-16 2016-02-23 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. Method for addition of additives into a polymer melt

Cited By (5)

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US8987408B2 (en) 2005-06-16 2015-03-24 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. High intrinsic viscosity melt phase polyester polymers with acceptable acetaldehyde generation rates
US9267007B2 (en) 2005-09-16 2016-02-23 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. Method for addition of additives into a polymer melt

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