JP2009154888A - Polyester resin for bottle of carbonated beverage - Google Patents
Polyester resin for bottle of carbonated beverage Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009154888A JP2009154888A JP2007332448A JP2007332448A JP2009154888A JP 2009154888 A JP2009154888 A JP 2009154888A JP 2007332448 A JP2007332448 A JP 2007332448A JP 2007332448 A JP2007332448 A JP 2007332448A JP 2009154888 A JP2009154888 A JP 2009154888A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyester resin
- resin
- acid
- mol
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
- Wrappers (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
Description
本発明は、耐圧性及び耐ストレスクラック性に優れた成形体を得ることができ、特に炭酸飲料等の容器に使用されるボトルの成形に好適なポリエステル樹脂に関する。 The present invention relates to a polyester resin that can obtain a molded article excellent in pressure resistance and stress crack resistance, and is particularly suitable for molding a bottle used in a container such as a carbonated beverage.
従来、ポリエステル樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)は、機械的強度、化学的安定性、ガスバリア性、保香性、衛生性等に優れ、又、比較的安価で軽量であるために、各種飲食品等の包装容器等として広く用いられている。しかし、PETは、ポリオレフィン等の他の熱可塑性樹脂に比べればガスバリア性が優れているものの、炭酸飲料用ボトルといった特にガスバリア性の要求が厳しい用途によっては不十分であった。このようなガスバリア性を改良するために、イソフタル酸を共重合させることが提案されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、かかる方法では比較的多量のイソフタル酸を共重合させるため、ガスバリア性は改良されるものの、得られるボトルの強度、耐ストレスクラック性が満足されるものではなかった。 Conventionally, polyester resins such as polyethylene terephthalate resin (PET) are excellent in mechanical strength, chemical stability, gas barrier properties, fragrance retention, hygiene, etc., and are relatively inexpensive and lightweight. Widely used as packaging containers for goods. However, PET is superior in gas barrier properties as compared to other thermoplastic resins such as polyolefins, but it is insufficient for certain applications such as carbonated beverage bottles that require particularly high gas barrier properties. In order to improve such gas barrier properties, it has been proposed to copolymerize isophthalic acid (for example, Patent Document 1). However, in this method, since a relatively large amount of isophthalic acid is copolymerized, the gas barrier property is improved, but the strength and stress crack resistance of the obtained bottle are not satisfied.
一方、耐ストレスクラック性を改良するために、各種方法が提案されている(例えば、非特許文献1)。ここでは、耐ストレスクラック性を樹脂物性の面から改良するには、分子鎖の自由体積を大きくすることや、成形後の固有粘度を高めることなどが挙げられている。ここで、分子鎖の自由体積を大きくする例としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂の場合、共重合成分量を低減することが考えられる。しかしながら、共重合成分量を低減すると、重縮合触媒として一般的なアンチモン化合物を使用した場合には、成形体のヘーズが悪化する傾向となる。また、成形後の成形体の固有粘度を高めるために、原料樹脂の固有粘度を高めることは、生産性の低下という問題があった。 On the other hand, various methods have been proposed to improve stress crack resistance (for example, Non-Patent Document 1). Here, in order to improve the stress crack resistance from the viewpoint of resin physical properties, increasing the free volume of the molecular chain, increasing the intrinsic viscosity after molding, and the like are mentioned. Here, as an example of increasing the free volume of the molecular chain, in the case of polyethylene terephthalate resin, it is conceivable to reduce the amount of the copolymer component. However, when the amount of the copolymer component is reduced, the haze of the molded product tends to deteriorate when a general antimony compound is used as the polycondensation catalyst. Moreover, in order to increase the intrinsic viscosity of the molded product after molding, increasing the intrinsic viscosity of the raw material resin has a problem of lowering productivity.
また、ガスバリア性や保香性が求められるボトル用のPETとして、PETの共重合成分の含有量を全ジカルボン酸成分に対して4モル%以下とすることが提案されている(特許文献2)。しかしながら、この方法では、炭酸飲料ボトル用ポリエステル樹脂として必要な物性であるガスバリア性と耐ストレスクラック性を共に満足する成形体を得ることは困難であった。
本発明は、前述の従来技術に鑑み、PETの共重合成分、固有粘度、重合触媒等がPETの特性に及ぼす影響につき鋭意検討してなされたもので、かかる特性に関連する要素を特定の条件とすることで、所望の耐ストレスクラック性およびガスバリア性のいずれをも満たし得ることを見出し、本発明を達成した。即ち、本発明は、耐ストレスクラック性およびガスバリア性の両特性に優れた成形体を得ることができる、特に炭酸飲料用ボトルの成形に好適なポリエステル樹脂を提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional technology, the present invention has been made by intensively studying the influence of PET copolymer components, intrinsic viscosity, polymerization catalyst, and the like on the properties of PET. Elements related to such properties are determined under specific conditions. As a result, it was found that both desired stress crack resistance and gas barrier properties can be satisfied, and the present invention has been achieved. That is, an object of the present invention is to provide a polyester resin which can obtain a molded article excellent in both stress crack resistance and gas barrier properties, and particularly suitable for molding a carbonated beverage bottle.
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、本発明の要旨は、テレフタル酸を主成分とし、イソフタル酸を含むジカルボン酸成分とエチレングリコールを主成分とするジオール成分とを、エステル化反応を経てチタン化合物、マグネシウム化合物及びリン化合物の存在下溶融重縮合させ、次いで固相重縮合反応させることにより製造されたポリエステル樹脂であって、下記(i)〜(v)を充足することを特徴とする炭酸飲料ボトル用ポリエステル樹脂に存する。 The present invention has been made to achieve the above object, and the gist of the present invention is that an ester of a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid as a main component and isophthalic acid and a diol component containing ethylene glycol as a main component. A polyester resin produced by melt polycondensation in the presence of a titanium compound, magnesium compound and phosphorus compound, followed by solid phase polycondensation reaction through the oxidization reaction, satisfying the following (i) to (v) A polyester resin for carbonated beverage bottles.
(i)ポリエステル樹脂中の金属原子含有量(モル/樹脂トン)は、下式(1)〜(3)を満たす
(1)0.020≦T≦0.200
(2)0.040≦M≦0.400
(3)0.020≦P≦0.300
ここで、T、M、Pはそれぞれポリエステル樹脂中のチタン、マグネシウム、リンの量をモル/樹脂トンであらわしたものである。
(ii)ポリエステル樹脂を構成する全ジカルボン酸単位に対するイソフタル酸単位(IPA)の含有量(モル%)は、下式(4)を満たす
(4)0<IPA≦1.5
(iii)ポリエステル樹脂を構成する全グリコール成分単位に対するジエチレングリコール単位(DEG)の含有量(モル%)は、下式(5)を満たす
(5)1.0≦DEG≦2.5
(iv)ポリエステル樹脂の固有粘度(IV)は、0.80〜0.90(dl/g)である
(v) ポリエステル樹脂を270℃で射出成形したときの固有粘度保持率が95%以上である
(I) The metal atom content (mol / ton of resin) in the polyester resin satisfies the following formulas (1) to (3): (1) 0.020 ≦ T ≦ 0.200
(2) 0.040 ≦ M ≦ 0.400
(3) 0.020 ≦ P ≦ 0.300
Here, T, M, and P represent the amounts of titanium, magnesium, and phosphorus in the polyester resin, respectively, in mol / ton of resin.
(Ii) The content (mol%) of the isophthalic acid unit (IPA) with respect to all the dicarboxylic acid units constituting the polyester resin satisfies the following formula (4): (4) 0 <IPA ≦ 1.5
(Iii) Content (mol%) of diethylene glycol units (DEG) with respect to all glycol component units constituting the polyester resin satisfies the following formula (5): (5) 1.0 ≦ DEG ≦ 2.5
(Iv) The intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin is 0.80 to 0.90 (dl / g). (V) The intrinsic viscosity retention when the polyester resin is injection-molded at 270 ° C. is 95% or more. is there
本発明のポリエステル樹脂によれば、耐ストレスクラック性およびガスバリア性に優れた成形体、特にこの様な特性に優れた炭酸飲料用ボトルを成形することができるので、本発明のポリエステル樹脂は極めて有用である。 According to the polyester resin of the present invention, a molded article excellent in stress crack resistance and gas barrier properties, in particular, a carbonated beverage bottle excellent in such properties can be molded. Therefore, the polyester resin of the present invention is extremely useful. It is.
本発明のポリエステル樹脂は、耐ストレスクラック性およびガスバリア性に優れた成形体、特に炭酸飲料用ボトルの成形体を形成するのに適した樹脂であり、テレフタル酸を主成分とし、所定量のイソフタル酸を含むジカルボン酸成分とエチレングリコールを主成分とするジオール成分とを、エステル化反応を経てチタン化合物、マグネシウム化合物及びリン化合物の存在下溶融重縮合させ、次いで固相重縮合反応させることにより製造され、上記(i)〜(v)を充足することを必須とするものである。 The polyester resin of the present invention is a resin suitable for forming a molded article excellent in stress crack resistance and gas barrier properties, particularly a molded article of a carbonated beverage bottle, and is mainly composed of terephthalic acid and contains a predetermined amount of isophthalic acid. Manufactured by subjecting a dicarboxylic acid component containing an acid and a diol component composed mainly of ethylene glycol to an esterification reaction in the presence of a titanium compound, a magnesium compound and a phosphorus compound, followed by a solid phase polycondensation reaction. Therefore, it is essential to satisfy the above (i) to (v).
本発明の上記ポリエステル樹脂の製造方法としては特に制限されるものではなく、通常、(a)テレフタル酸を主成分とし、イソフタル酸を含むジカルボン酸成分とエチレングリコールを主成分とするジオール成分とを、所定割合でスラリー調製槽に投入して攪拌下に混合して原料スラリーとなす原料混合工程、(b)次いで、その原料混合物をエステル化反応槽に移送し、そこで常圧〜加圧下、加熱下で、エステル化反応させるエステル化反応工程、(c)引き続いて、得られたエステル化反応生成物としてのポリエステル低分子量体を重縮合反応槽に移送し、重縮合触媒等の存在下に、常圧から漸次減圧としての減圧下、加熱下で、溶融重縮合反応させる溶融重縮合工程、(d)更に、加熱下で固相重縮合反応させる固相重縮合工程を順次行うことより構成されるものである。 The method for producing the polyester resin of the present invention is not particularly limited. Usually, (a) a terephthalic acid as a main component, a dicarboxylic acid component including isophthalic acid and a diol component including ethylene glycol as a main component. , A raw material mixing step in which the raw material slurry is charged into a slurry preparation tank at a predetermined ratio and mixed with stirring to form a raw material slurry; (b) The raw material mixture is then transferred to an esterification reaction tank where it is heated under normal pressure to increased pressure. (C) Subsequently, the polyester low molecular weight product as the obtained esterification reaction product is transferred to a polycondensation reaction tank, and in the presence of a polycondensation catalyst or the like, A melt polycondensation step in which a melt polycondensation reaction is performed under heating under reduced pressure, which is gradually reduced from normal pressure, and (d) a solid phase polycondensation step in which a solid phase polycondensation reaction is performed under heating, in order. It is those composed of the course of treatment.
本発明のポリエステル樹脂の製造では、テレフタル酸を主成分とし、イソフタル酸を含有するジカルボン酸成分とエチレングリコールを主成分とするジオール成分とを、エステル化反応を経て、溶融重縮合、及び固相重縮合させることよりなるが、ここでテレフタル酸を主成分とするとは、テレフタル酸が全ジカルボン成分の95モル%以上であることをいい、エチレングリコールを主成分とするとは、エチレングリコールが全ジオール成分の95モル%以上であることをいう。イソフタル酸(IPA)は、ポリエステル樹脂中のイソフタル酸単位が全ジカルボン酸単位に対し0<IPA≦1.5モル%を占め、好ましくは0.5≦IPA≦1.2モル%となるように用いられる。テレフタル酸が全ジカルボン成分の96モル%以上、好ましくは98モル%以上を占め、所定量のイソフタル酸を含むジカルボン酸成分と、エチレングリコールが全ジオール成分の96モル%以上、更には97モル%以上を占めるジオール成分の重縮合体であるのが好ましい。テレフタル酸及びエチレングリコールがこれらの範囲を満足すると得られる樹脂のボトル等の成形体において、機械的強度、耐熱圧性等が良好となるが、これらの範囲未満では所望の効果が得られ難い傾向となる。またイソフタル酸がこの範囲を逸脱し多すぎても少なすぎてもガスバリア性が低下する傾向になる。 In the production of the polyester resin of the present invention, a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid as a main component and isophthalic acid and a diol component containing ethylene glycol as a main component are subjected to an esterification reaction, melt polycondensation, and solid phase. Here, terephthalic acid as a main component means that terephthalic acid is 95 mol% or more of all dicarboxylic components, and ethylene glycol as a main component means that ethylene glycol is all diol. It means 95 mol% or more of the component. Isophthalic acid (IPA) is such that the isophthalic acid unit in the polyester resin occupies 0 <IPA ≦ 1.5 mol%, preferably 0.5 ≦ IPA ≦ 1.2 mol%, based on the total dicarboxylic acid unit. Used. Terephthalic acid accounts for 96 mol% or more, preferably 98 mol% or more of the total dicarboxylic components, and the dicarboxylic acid component containing a predetermined amount of isophthalic acid, and ethylene glycol is 96 mol% or more of the total diol components, or even 97 mol%. A polycondensate of the diol component occupying the above is preferable. In molded articles such as resin bottles obtained when terephthalic acid and ethylene glycol satisfy these ranges, the mechanical strength, heat and pressure resistance, etc. are good, but the desired effect is less likely to be obtained below these ranges. Become. Further, if the amount of isophthalic acid deviates from this range and is too much or too little, the gas barrier property tends to be lowered.
本発明のポリエステル樹脂においては、エチレングリコールは全ジオール成分の96モル%以上、更には97モル%以上を占めるのが好ましいが、エチレングリコール以外のジオール単位としてジエチレングリコール(DEG)単位を含有し、その含有量は樹脂中の全ジオール成分単位に対し1.0≦DEG≦2.5モル%であるのが必須であり、1.7≦DEG≦2.3モル%であるのが特に好ましい。ジエチレングリコール単位は、反応系内で副生するジエチレングリコール、及び共重合成分として系外から添加されるジエチレングリコールに基づくが、ジエチレングリコール単位の含有量が前記範囲超過では、ガラス転移温度が低下し、耐熱性、ガスバリア性、耐ストレスクラック性が低下し、前記範囲未満では、ボトルのヘーズが悪化する傾向がある。
本発明のポリエステル樹脂中において、樹脂を構成するジカルボン酸成分及びジオール成分の全成分に対するイソフタル酸成分とジエチレングリコール成分の合計量は、3.5モル%以下が好ましく、3.0モル%以下がより好ましい。
In the polyester resin of the present invention, ethylene glycol preferably occupies 96 mol% or more, more preferably 97 mol% or more of the total diol component, but contains diethylene glycol (DEG) units as diol units other than ethylene glycol, The content is essential to be 1.0 ≦ DEG ≦ 2.5 mol% with respect to all diol component units in the resin, and it is particularly preferable that 1.7 ≦ DEG ≦ 2.3 mol%. The diethylene glycol unit is based on diethylene glycol by-produced in the reaction system and diethylene glycol added from outside the system as a copolymer component, but if the content of the diethylene glycol unit exceeds the above range, the glass transition temperature decreases, heat resistance, Gas barrier properties and stress crack resistance are reduced, and if the amount is less than the above range, the haze of the bottle tends to deteriorate.
In the polyester resin of the present invention, the total amount of isophthalic acid component and diethylene glycol component with respect to all components of the dicarboxylic acid component and diol component constituting the resin is preferably 3.5 mol% or less, more preferably 3.0 mol% or less. preferable.
ここで、ジカルボン酸成分に含まれるテレフタル酸及びイソフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、例えば、フタル酸、ジブロモイソフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウム、フェニレンジオキシジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルケトンジカルボン酸、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等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脂環式ジカルボン酸、及び、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、ウンデカジカルボン酸、ドデカジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、等が挙げられる。 Here, as dicarboxylic acid components other than terephthalic acid and isophthalic acid contained in the dicarboxylic acid component, for example, phthalic acid, dibromoisophthalic acid, sodium sulfoisophthalic acid, phenylenedioxydicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4′-diphenyl ketone dicarboxylic acid, 4,4′-diphenoxyethane dicarboxylic acid, 4,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, etc. Arocyclic dicarboxylic acids such as aromatic dicarboxylic acid, hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid, and succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecadicarboxylic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as dodecadicarboxylic acid Carboxylic acid, and the like.
又、ジオール成分に含まれるエチレングリコール以外のジオール成分としては、前述のジエチレングリコールの他、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、オクタ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、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等の脂肪族ジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール、2,5−ノルボルナンジメチロール等の脂環式ジオール、及び、キシリレングリコール、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4’−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン酸等の芳香族ジオール、並びに、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキサイド付加物又はプロピレンオキサイド付加物、等が挙げられる。中で、成形体の水分率を抑制し、耐熱圧強度を向上するという観点から、1,4−シクロヘキサンジメタノールを0〜1.0モル%共重合させることが好ましい。尚、得られるポリエステル樹脂中の1,4−シクロヘキサンジメタノール単位の含有量は、後述するジエチレングリコール単位の含有量の測定方法と同様の手法により測定することが出来る。 In addition to the above-mentioned diethylene glycol, the diol component other than ethylene glycol contained in the diol component includes, for example, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, hexamethylene glycol, octamethylene glycol, decamethylene glycol, neopentyl. Aliphatic diols such as glycol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, polyethylene glycol, polytetramethylene ether glycol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,1-cyclohexane Alicyclic diols such as dimethylol, 1,4-cyclohexane dimethylol, 2,5-norbornane dimethylol, and xylylene glycol, 4,4′-dihydroxybiphenyl 2,2-bis (4′-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4′-β-hydroxyethoxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-β-hydroxyethoxyphenyl) Examples thereof include aromatic diols such as sulfonic acid, and ethylene oxide adducts or propylene oxide adducts of 2,2-bis (4′-hydroxyphenyl) propane. Among them, it is preferable to copolymerize 1,4-cyclohexanedimethanol from the viewpoint of suppressing the moisture content of the molded body and improving the heat-resistant pressure strength. In addition, content of the 1, 4- cyclohexane dimethanol unit in the obtained polyester resin can be measured with the method similar to the measuring method of content of the diethylene glycol unit mentioned later.
更に、共重合成分として、例えば、グリコール酸、p−ヒドロキシ安息香酸、p−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸やアルコキシカルボン酸、及び、ステアリルアルコール、ヘネイコサノール、オクタコサノール、ベンジルアルコール、ステアリン酸、ベヘン酸、安息香酸、t−ブチル安息香酸、ベンゾイル安息香酸等の単官能成分、トリカルバリル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレンテトラカルボン酸、没食子酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、シュガーエステル等の三官能以上の多官能成分、等が用いられてもいてもよい。 Furthermore, as copolymerization components, for example, hydroxycarboxylic acids and alkoxycarboxylic acids such as glycolic acid, p-hydroxybenzoic acid, p-β-hydroxyethoxybenzoic acid, and stearyl alcohol, heneicosanol, octacosanol, benzyl alcohol, stearic acid Monofunctional components such as behenic acid, benzoic acid, t-butylbenzoic acid, benzoylbenzoic acid, tricarballylic acid, trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, naphthalenetetracarboxylic acid, gallic acid, trimethylolethane, trimethylol Trifunctional or more polyfunctional components such as methylolpropane, glycerol, pentaerythritol, sugar ester, and the like may be used.
原料混合工程における原料スラリーの調製は、テレフタル酸を主成分とし、イソフタル酸を含むジカルボン酸成分とエチレングリコールを主成分とするジオール成分、及び必要に応じて用いられる共重合成分等とを、ジカルボン酸成分に対するジオール成分のモル比を通常は1.0〜2.0とし、1.03〜1.7とするのが好ましい。ジカルボン酸成分に対するジオール成分のモル比が前記範囲未満では、重縮合反応性が低下することとなり、一方、前記範囲超過では、ジエチレングリコールの生成量が増加することとなる。 In the raw material mixing step, the raw material slurry is prepared by combining a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid as a main component, a dicarboxylic acid component containing isophthalic acid, a diol component containing ethylene glycol as a main component, and a copolymerization component used as necessary. The molar ratio of the diol component to the acid component is usually 1.0 to 2.0, preferably 1.03 to 1.7. When the molar ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component is less than the above range, the polycondensation reactivity decreases, whereas when it exceeds the above range, the amount of diethylene glycol produced increases.
次いで、調製した原料スラリーを、エステル化反応槽を備えたエステル化反応工程に移送し、常圧〜加圧下、加熱下で、エステル化反応させてポリエステル低分子量体とする。複数のエステル化反応槽を備えたエステル化工程を用いない場合、即ち単数のエステル化反応槽のみを備えたエステル化工程を用いる場合には、末端カルボキシル基濃度が高い原料スラリーがエステル化反応槽に常に流入していることになり、末端カルボキシル基の酸触媒作用によりエチレングリコール同士が脱水縮合し、ジエチレングリコールが生成しやすい傾向となるので、エステル化工程は複数のエステル化反応槽を備えているのが好ましく、これら複数のエステル化反応槽を直列に接続するのが、反応制御等の点で好ましい。 Next, the prepared raw material slurry is transferred to an esterification reaction step equipped with an esterification reaction tank, and is subjected to an esterification reaction under normal pressure to pressure and under heating to obtain a polyester low molecular weight product. When not using an esterification step with a plurality of esterification reaction vessels, that is, when using an esterification step with only a single esterification reaction vessel, the raw material slurry having a high terminal carboxyl group concentration is the esterification reaction vessel. Since the ethylene glycol tends to dehydrate and condense due to the acid catalysis of the terminal carboxyl group and diethylene glycol tends to be generated, the esterification step has a plurality of esterification reaction vessels. It is preferable to connect the plurality of esterification reaction tanks in series in terms of reaction control and the like.
例えば、複数のエステル化反応槽を直列に接続して使用する場合、エステル化反応における反応条件としては、第1段目のエステル化反応槽における圧力を、相対圧力で通常5〜300kPaG(ここで、Gは大気圧に対する相対圧力であることを示す)、好ましくは10〜200kPaGとし、反応温度を、通常240〜270℃、好ましくは250〜270℃とし、最終段における圧力を、相対圧力で通常0〜150kPaG、好ましくは0〜130kPaGとし、反応温度を、通常250〜280℃、好ましくは255〜275℃とする。エステル化反応圧力は、前記範囲超過であると、エステル化反応液中のエチレングリコール量が過剰となり、副生するジエチレングリコール成分量が増加する傾向となる。一方、前記範囲未満であると、エステル化反応液中のエチレングリコール量が不足し、引き続き行う重縮合性が低下する傾向となる。 For example, when using a plurality of esterification reaction tanks connected in series, the reaction conditions in the esterification reaction are usually 5 to 300 kPaG (here, relative pressure) in the first stage esterification reaction tank. G represents a relative pressure with respect to atmospheric pressure), preferably 10 to 200 kPaG, a reaction temperature is usually 240 to 270 ° C., preferably 250 to 270 ° C., and a pressure in the final stage is usually a relative pressure. 0 to 150 kPaG, preferably 0 to 130 kPaG, and the reaction temperature is usually 250 to 280 ° C, preferably 255 to 275 ° C. When the esterification reaction pressure exceeds the above range, the amount of ethylene glycol in the esterification reaction solution becomes excessive, and the amount of diethylene glycol component produced as a by-product tends to increase. On the other hand, when the amount is less than the above range, the amount of ethylene glycol in the esterification reaction liquid is insufficient, and the polycondensation property to be continued tends to decrease.
なお、エステル化反応においては、反応系内に例えば、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等の第三級アミン、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラ−n−ブチルアンモニウム、水酸化トリメチルベンジルアンモニウム等の水酸化第四級アンモニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酢酸ナトリウム等の塩基性化合物等を少量添加しておくことにより、エチレングリコールからのジエチレングリコールの副生を抑制することができるが、得られるポリエステル樹脂の色調や成形体のヘーズが悪化する傾向となるため、添加しないことが好ましい。 In the esterification reaction, for example, a tertiary amine such as triethylamine, tri-n-butylamine, benzyldimethylamine, tetraethylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, trimethylbenzyl hydroxide is included in the reaction system. By adding a small amount of quaternary ammonium hydroxide such as ammonium, basic compounds such as lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium acetate, etc., by-production of diethylene glycol from ethylene glycol can be suppressed. However, since the color tone of the resulting polyester resin and the haze of the molded product tend to deteriorate, it is preferable not to add them.
又、本発明においては、ポリエステル樹脂の熱安定性を高めるため、燐化合物を、例えば原料スラリーの調製工程、エステル化反応工程等で添加することが好ましく、得られるポリエステル樹脂中の燐化合物の量は、燐原子としての含有量Pが下記式(3) を満足することが必須であり、下記式(3−1)を満足するのが更に好ましく、下記式(3−2) を満足するのが特に好ましい。燐化合物に由来する燐原子としての含有量Pが、右辺値超過であると、燐化合物の酸触媒としての作用により、ジエチレングリコールの副生量が増加する傾向となり、また固相重縮合における重縮合速度が低下する傾向となり、一方、下記式の左辺値未満であると、ポリエステル樹脂としての熱安定性が悪化する傾向となる。 Further, in the present invention, in order to increase the thermal stability of the polyester resin, it is preferable to add a phosphorus compound, for example, in the raw material slurry preparation step, esterification reaction step, etc., and the amount of the phosphorus compound in the obtained polyester resin It is essential that the content P as a phosphorus atom satisfies the following formula (3), more preferably the following formula (3-1), and the following formula (3-2): Is particularly preferred. If the content P as the phosphorus atom derived from the phosphorus compound is more than the right-hand side value, the amount of by-product of diethylene glycol tends to increase due to the action of the phosphorus compound as an acid catalyst, and polycondensation in solid phase polycondensation On the other hand, when it is less than the left side value of the following formula, the thermal stability as a polyester resin tends to deteriorate.
(3) 0.020≦P≦0.300
(3−1) 0.050≦P≦0.200
(3−2) 0.080≦P≦0.180
ここで、Pは得られるポリエステル樹脂中のリンの量をモル/樹脂トンで表したものである。
(3) 0.020 ≦ P ≦ 0.300
(3-1) 0.050 ≦ P ≦ 0.200
(3-2) 0.080 ≦ P ≦ 0.180
Here, P represents the amount of phosphorus in the obtained polyester resin in terms of mole / ton of resin.
添加する燐化合物としては、具体的には、例えば、正燐酸、ポリ燐酸、及び、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、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリス(トリエチレングリコール)ホスフェート、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、モノブチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、トリエチレングリコールアシッドホスフェート等の燐酸エステル等の5価の燐化合物、並びに、亜燐酸、次亜燐酸、及び、トリメチルホスファイト、ジエチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリスドデシルホスファイト、トリスノニルデシルホスファイト、エチルジエチルホスホノアセテート、トリフェニルホスファイト等の亜燐酸エステル、リチウム、ナトリウム、カリウム等の金属塩等の3価の燐化合物等が挙げられ、中で、重縮合速度制御性の面から、5価の燐化合物の燐酸エステルが好ましく、トリメチルホスフェート、エチルアシッドホスフェートがより好ましく、エチルアシッドホスフェートが特に好ましい。 Specific examples of the phosphorus compound to be added include orthophosphoric acid, polyphosphoric acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, tris ( Trivalent glycol compounds such as triethylene glycol phosphate, methyl acid phosphate, ethyl acid phosphate, isopropyl acid phosphate, butyl acid phosphate, monobutyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, trivalent glycol phosphate, etc. , Phosphorous acid, hypophosphorous acid, trimethyl phosphite, diethyl phosphite, triethyl phosphite, trisdodecyl phosphite Triphosphorus esters such as trisnonyl decyl phosphite, ethyl diethyl phosphonoacetate, triphenyl phosphite, etc., and trivalent phosphorus compounds such as metal salts such as lithium, sodium, potassium, etc. From the viewpoint of properties, a phosphoric ester of a pentavalent phosphorus compound is preferable, trimethyl phosphate and ethyl acid phosphate are more preferable, and ethyl acid phosphate is particularly preferable.
本発明において、エステル化反応生成物としてのポリエステル低分子量体のエステル化率(原料ジカルボン酸成分の全カルボキシル基のうちジオール成分と反応してエステル化したものの割合)は、95%以上とするのが好ましい。又、ポリエステル低分子量体の数平均重合度は3.0〜10.0とするのが好ましく、4.0〜8.0とするのが更に好ましく、5.0〜7.0とするのが特に好ましく、エステル化率と数平均重合度がこの範囲であることにより、比較的低い温度、低い圧力の条件下で、後述するジエチレングリコールを追加添加することができ、得られるポリエステル樹脂中のジエチレングリコールの共重合量を調節しやすくなる。 In the present invention, the esterification rate of the polyester low molecular weight product as the esterification reaction product (the ratio of the esterified by reacting with the diol component out of the total carboxyl groups of the raw dicarboxylic acid component) is 95% or more. Is preferred. The number average degree of polymerization of the low molecular weight polyester is preferably 3.0 to 10.0, more preferably 4.0 to 8.0, and more preferably 5.0 to 7.0. It is particularly preferable that the esterification rate and the number average degree of polymerization are within this range, whereby diethylene glycol described later can be added under conditions of relatively low temperature and low pressure, and the diethylene glycol in the resulting polyester resin can be added. It becomes easy to adjust the amount of copolymerization.
引き続いて、得られたエステル化反応生成物を、単数又は複数の重縮合反応槽を備えた溶融重縮合工程に移送し、常圧から漸次減圧としての減圧下、加熱下で溶融重縮合反応させる。ここで、溶融重縮合反応は重縮合触媒の存在下行われ、重縮合触媒としてチタン化合物が使用される。チタン化合物の添加は、前記好ましい態様である直列につながれた複数のエステル化反応槽を備えたエステル化工程の場合は、エステル化率が90%以上となった段階以降に行うのが好ましく、具体的工程の例としては、多段反応装置における最終段のエステル化反応槽、又はエステル化槽から溶融重縮合工程への移送段階のエステル化反応生成物に添加するのが好ましく、中でもエステル化槽から溶融重縮合工程への移送段階のエステル化反応生成物に添加するのがより好ましい。 Subsequently, the obtained esterification reaction product is transferred to a melt polycondensation step equipped with one or a plurality of polycondensation reaction tanks, and subjected to a melt polycondensation reaction under heating from normal pressure to gradually reduced pressure. . Here, the melt polycondensation reaction is performed in the presence of a polycondensation catalyst, and a titanium compound is used as the polycondensation catalyst. In the case of an esterification step having a plurality of esterification reaction vessels connected in series, which is the preferred embodiment, the addition of the titanium compound is preferably performed after the stage where the esterification rate is 90% or more. As an example of a typical process, it is preferable to add to the esterification reaction tank of the last stage in a multistage reaction apparatus, or the esterification reaction product of the transfer stage from an esterification tank to a melt polycondensation process. It is more preferable to add to the esterification reaction product in the transfer stage to the melt polycondensation process.
さらに、原料混合工程から溶融重縮合工程までの間に、マグネシウム化合物を添加し、更にポリエステル樹脂中のジエチレングリコール(DEG)共重合量を全グリコール成分に対し1.0≦DEG≦2.5モル%、好ましくは1.7≦DEG≦2.3モル%となるようにジエチレングリコールを追加添加することが出来る。 Further, a magnesium compound is added between the raw material mixing step and the melt polycondensation step, and the copolymerization amount of diethylene glycol (DEG) in the polyester resin is 1.0 ≦ DEG ≦ 2.5 mol% with respect to all glycol components. Preferably, diethylene glycol can be additionally added so that 1.7 ≦ DEG ≦ 2.3 mol%.
本発明において、ジエチレングリコールの追加添加は、温度が250℃以上265℃未満で、圧力が常圧〜相対圧力10kPaGの加圧下の反応生成物に対してなすのが好ましく、温度は255℃以上265℃未満であるのが更に好ましく、圧力は、常圧〜相対圧力5kPaGの加圧下であるのが更に好ましい。
温度が前記範囲未満では、ジエチレングリコールの追加添加により系内が冷却されて反応生成物が固化する虞があり、一方、前記範囲超過では、追加添加するジエチレングリコールの蒸発、揮散が激しい傾向となり、ポリエステル樹脂中のジエチレングリコールの共重合量を調節することが困難となる。又、圧力が前記範囲未満では、追加添加するジエチレングリコールの蒸発、揮散が激しく、一方、前記範囲超過では、エチレングリコールが脱水縮合してジエチレングリコールが生成し易くなり、共重合量を調節することが困難な傾向となる。
In the present invention, the addition of diethylene glycol is preferably performed on the reaction product under pressure of a temperature of 250 ° C. or more and less than 265 ° C. and a pressure of normal pressure to a relative pressure of 10 kPaG, and the temperature is 255 ° C. or more and 265 ° C. It is more preferable that the pressure is less than the lower limit, and the pressure is more preferably under normal pressure to a relative pressure of 5 kPaG.
If the temperature is lower than the above range, the addition of diethylene glycol may cool the reaction system and the reaction product may solidify. On the other hand, if the temperature exceeds the above range, evaporation and volatilization of additional diethylene glycol tend to be intense, and polyester resin. It becomes difficult to adjust the copolymerization amount of diethylene glycol therein. Further, when the pressure is less than the above range, evaporation and volatilization of diethylene glycol to be additionally added are intense. On the other hand, when the pressure exceeds the above range, ethylene glycol is easily dehydrated and condensed to easily generate diethylene glycol, and it is difficult to adjust the copolymerization amount. It becomes a tendency.
添加するチタン化合物としては、具体的には、例えば、テトラ−n−プロピルチタネート、テトラ−i−プロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートテトラマー、テトラ−t−ブチルチタネート、酢酸チタン、蓚酸チタン、蓚酸チタンカリウム、蓚酸チタンナトリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、塩化チタン、塩化チタン−塩化アルミニウム混合物等が挙げられ、中で、テトラ−n−プロピルチタネート、テトラ−i−プロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート等のチタンアルコキシド、蓚酸チタン、蓚酸チタンカリウムが好ましい。尚、有機溶媒又は水に不溶性の固体系チタン化合物は不適である。 Specific examples of the titanium compound to be added include, for example, tetra-n-propyl titanate, tetra-i-propyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-n-butyl titanate tetramer, tetra-t-butyl titanate, Examples include titanium acetate, titanium oxalate, potassium potassium oxalate, sodium titanium oxalate, potassium titanate, sodium titanate, titanium chloride, titanium chloride-aluminum chloride mixture, among which tetra-n-propyl titanate, tetra-i- Titanium alkoxides such as propyl titanate and tetra-n-butyl titanate, titanium oxalate, and potassium potassium oxalate are preferred. A solid titanium compound that is insoluble in an organic solvent or water is not suitable.
添加するマグネシウム化合物としては、具体的には、例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキシド、酢酸マグネシウム、炭酸マグネシウム等が挙げられ、中で、酢酸マグネシウムが好ましい。 Specific examples of the magnesium compound to be added include magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium alkoxide, magnesium acetate, magnesium carbonate, and the like, among which magnesium acetate is preferable.
追加添加するジエチレングリコールの添加形態としては、純粋のジエチレングリコールの外、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの共重合成分の溶液、触媒の溶液、その他の添加剤等の溶液としてであってもよい。 The addition form of diethylene glycol to be added may be a solution of a copolymer component such as 1,4-cyclohexanedimethanol, a solution of a catalyst, and other additives in addition to pure diethylene glycol.
各化合物の各工程への具体的添加方法としては、例えば、複数のエステル化反応槽を直列に接続して使用する場合、チタン化合物は、多段エステル化反応装置における最終段のエステル化反応槽、又は、エステル化反応槽から溶融重縮合工程への移送段階の配管等に、マグネシウム化合物は、多段エステル化反応装置における最終段のエステル化反応槽に、それぞれ添加するのが好ましく、又、両者の添加順序を、マグネシウム化合物、次いでチタン化合物とするのが好ましい。又、燐化合物は、原料混合工程のスラリー調製槽、又は、第1段目のエステル化反応槽に添加するのが好ましく、スラリー調製槽に添加するのが特に好ましい。 As a specific method for adding each compound to each step, for example, when using a plurality of esterification reaction tanks connected in series, the titanium compound is the final stage esterification reaction tank in a multistage esterification reaction apparatus, Alternatively, the magnesium compound is preferably added to the final stage esterification reaction tank in the multi-stage esterification reaction apparatus, respectively, to the piping in the transfer stage from the esterification reaction tank to the melt polycondensation process. The order of addition is preferably a magnesium compound and then a titanium compound. Moreover, it is preferable to add a phosphorus compound to the slurry preparation tank of a raw material mixing process, or the esterification reaction tank of the 1st step | stage, and it is especially preferable to add to a slurry preparation tank.
本発明における、ポリエステル樹脂は、樹脂中に各金属原子含有量(モル/樹脂トン)が下記式(1)乃至(3)を満たすように、チタン化合物、マグネシウム化合物、リン化合物を含有することが好ましく、
(1)0.020≦T≦0.200
(2)0.040≦M≦0.400
(3)0.020≦P≦0.300
ここで、T,M,Pはそれぞれ得られるポリエステル樹脂中のチタン、マグネシウム、リンの量をモル/樹脂トンで表したものである。
The polyester resin in the present invention may contain a titanium compound, a magnesium compound, and a phosphorus compound so that each metal atom content (mol / ton of resin) satisfies the following formulas (1) to (3) in the resin. Preferably
(1) 0.020 ≦ T ≦ 0.200
(2) 0.040 ≦ M ≦ 0.400
(3) 0.020 ≦ P ≦ 0.300
Here, T, M, and P represent the amounts of titanium, magnesium, and phosphorus in the obtained polyester resin in mol / ton of resin, respectively.
さらに、ポリエステル樹脂中に含まれる各金属原子含有量(モル/樹脂トン)が下記式(6)乃至(7)を満たすように、チタン化合物、マグネシウム化合物、リン化合物を添加することが更に好ましい。
(6) 0.50≦M/P≦3.00
(7) 0.20≦M/T≦4.00
Furthermore, it is more preferable to add a titanium compound, a magnesium compound, and a phosphorus compound so that each metal atom content (mol / ton of resin) contained in the polyester resin satisfies the following formulas (6) to (7).
(6) 0.50 ≦ M / P ≦ 3.00
(7) 0.20 ≦ M / T ≦ 4.00
又、本発明において、チタン化合物に由来するチタン原子としてのポリエステル樹脂中に含まれる金属原子含有量T(モル/樹脂トン)が、下記式(1) を満足することが必須であり、下記式(1−1)を満足するのが更に好ましく、下記式(1−2) を満足するのが特に好ましい。チタンの金属原子としての含有量Tが、下記式の左辺値未満であると、固相重縮合における重縮合速度が低下する傾向となり、一方、右辺値超過であると、ポリエステル樹脂としての色調が、黄味がかったものとなり、又、成形体中のアセトアルデヒド含有量が多い傾向となる。
(1) 0.020≦T≦0.200
(1−1) 0.060≦T≦0.100
(1−2) 0.070≦T≦0.090
In the present invention, it is essential that the metal atom content T (mol / ton of resin) contained in the polyester resin as a titanium atom derived from the titanium compound satisfies the following formula (1). It is more preferable to satisfy (1-1), and it is particularly preferable to satisfy the following formula (1-2). When the content T of titanium as a metal atom is less than the left side value of the following formula, the polycondensation rate tends to decrease in the solid phase polycondensation. , It becomes yellowish, and the acetaldehyde content in the molded product tends to be high.
(1) 0.020 ≦ T ≦ 0.200
(1-1) 0.060 ≦ T ≦ 0.100
(1-2) 0.070 ≦ T ≦ 0.090
又、本発明において、マグネシウム化合物に由来するマグネシウム原子としてのポリエステル樹脂中に含まれる金属原子含有量M(モル/樹脂トン)が、下記式(2)を満足することが必須であり、下記式(2−1) を満足するのが更に好ましく、下記式(2−2)を満足するのが特に好ましい。マグネシウム化合物に由来するマグネシウム原子としての含有量Mが、下記式の左辺値未満であると、固相重縮合における重縮合速度が低下する傾向となり、一方、右辺値超過であっても、固相重縮合における重縮合速度が低下する外、ポリエステル樹脂としての色調や熱安定性も悪化する傾向となる。
(2) 0.040≦M≦0.400
(2−1) 0.060≦M≦0.300
(2−2) 0.110≦M≦0.220
In the present invention, it is essential that the metal atom content M (mol / ton of resin) contained in the polyester resin as the magnesium atom derived from the magnesium compound satisfies the following formula (2). It is more preferable to satisfy (2-1), and it is particularly preferable to satisfy the following formula (2-2). When the content M as the magnesium atom derived from the magnesium compound is less than the left side value of the following formula, the polycondensation rate tends to decrease in the solid phase polycondensation. In addition to a decrease in the polycondensation rate in the polycondensation, the color tone and thermal stability as a polyester resin tend to deteriorate.
(2) 0.040 ≦ M ≦ 0.400
(2-1) 0.060 ≦ M ≦ 0.300
(2-2) 0.110 ≦ M ≦ 0.220
又、本発明において、燐化合物に由来する燐原子としての含有量P(モル/樹脂トン)は、前記の如く式(3) を満足することが必須であり、前記式(3−1)を満足するのが更に好ましく、前記式(3−2) を満足するのが特に好ましい。 In the present invention, the content P (mol / ton of resin) as a phosphorus atom derived from the phosphorus compound must satisfy the formula (3) as described above, and the formula (3-1) It is more preferable to satisfy the above, and it is particularly preferable to satisfy the above formula (3-2).
溶融重縮合は、単一の重縮合反応槽、又は、複数の重縮合反応槽を直列に接続して行われ、例えば、第1段目が攪拌翼を備えた完全混合型の反応器、第2段及び第3段目が攪拌翼を備えた横型プラグフロー型の反応器からなる多段反応装置を用いて、減圧下に、生成するエチレングリコールを系外に留出させながら行われるのが好ましい。 The melt polycondensation is performed by connecting a single polycondensation reaction tank or a plurality of polycondensation reaction tanks in series. For example, the first stage is a fully mixed reactor having a stirring blade, The second stage and the third stage are preferably carried out by distilling the produced ethylene glycol out of the system under reduced pressure using a multistage reactor comprising a horizontal plug flow reactor equipped with a stirring blade. .
溶融重縮合における反応条件としては、単一の重縮合反応槽の場合、通常250〜290℃程度の温度、反応圧力を常圧から漸次減圧として、最終的に、絶対圧力で、通常1.3〜0.013kPa程度とし、攪拌下に1〜20時間程度の反応時間とする。又、複数の重縮合反応槽の場合は、第1段目の重縮合反応槽における反応温度を、通常250〜290℃、好ましくは260〜280℃、反応圧力を絶対圧力で、通常65〜1.3kPa、好ましくは26〜2kPaとし、最終段における反応温度を、通常265〜300℃、好ましくは270〜295℃、反応圧力を絶対圧力で、通常1.3〜0.013kPa、好ましくは0.65〜0.065kPaとする。中間段における反応条件としては、それらの中間の条件が選択され、例えば、3段反応装置においては、第2段における反応温度を、通常265〜295℃、好ましくは270〜285℃、反応圧力を絶対圧力で、通常6.5〜0.13kPa、好ましくは4〜0.26kPaとする。 As the reaction conditions in the melt polycondensation, in the case of a single polycondensation reaction tank, the temperature is usually about 250 to 290 ° C., the reaction pressure is gradually reduced from normal pressure, and finally the absolute pressure is usually 1.3. The reaction time is about 1 to 20 hours under stirring. In the case of a plurality of polycondensation reaction tanks, the reaction temperature in the first stage polycondensation reaction tank is usually 250 to 290 ° C., preferably 260 to 280 ° C., the reaction pressure is an absolute pressure, and usually 65 to 1 0.3 kPa, preferably 26-2 kPa, the reaction temperature in the final stage is usually 265-300 ° C., preferably 270-295 ° C., the reaction pressure is absolute pressure, usually 1.3-0.013 kPa, preferably 0. 65 to 0.065 kPa. As reaction conditions in the intermediate stage, those intermediate conditions are selected. For example, in a three-stage reactor, the reaction temperature in the second stage is usually 265 to 295 ° C., preferably 270 to 285 ° C., and the reaction pressure is Absolute pressure is usually 6.5 to 0.13 kPa, preferably 4 to 0.26 kPa.
前記溶融重縮合により得られる樹脂は、固有粘度(〔η1〕)が、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)を混合として30℃で測定した値として、0.35〜0.75dl/gであるのが好ましく、0.60〜0.67dl/gであるのが更に好ましい。固有粘度(〔η1 〕)が前記範囲未満では、後述する固相重縮合工程の生産性が悪くなる傾向となり、一方、前記範囲超過では、得られる樹脂中のアセトアルデヒド含有量の低減化が困難な傾向となる。 The resin obtained by the melt polycondensation has an intrinsic viscosity ([η 1 ]) as a value measured at 30 ° C. by mixing phenol / tetrachloroethane (weight ratio 1/1) at 0.35 to 0.75 dl / It is preferable that it is g, and it is still more preferable that it is 0.60-0.67dl / g. If the intrinsic viscosity ([η 1 ]) is less than the above range, the productivity of the solid phase polycondensation step described later tends to be poor, whereas if it exceeds the above range, it is difficult to reduce the acetaldehyde content in the resulting resin. It becomes a tendency.
前記溶融重縮合により得られた樹脂は、通常、重縮合反応槽の底部に設けられた抜き出し口からストランド状に抜き出して、水冷しながら若しくは水冷後、カッターで切断してペレット状、チップ状等の粒状体とするが、更に、本発明においては、この溶融重縮合後の粒状体を、例えば、窒素、二酸化炭素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、大気圧に対する相対圧力として、通常100kPaG以下、好ましくは20kPaG以下の加圧下で通常5〜30時間程度、或いは、絶対圧力として、通常6.5〜0.013kPa、好ましくは1.3〜0.065kPaの減圧下で通常1〜20時間程度、通常190〜230℃、好ましくは195〜225℃の温度で加熱することにより、固相重縮合させる。この固相重縮合により、更に高重合度化させ得ると共に、環状三量体、アセトアルデヒド等の副生量を低減化することもできる。 The resin obtained by the melt polycondensation is usually extracted in a strand form from an outlet provided at the bottom of the polycondensation reaction tank, and is cooled with water or after water cooling, and then cut with a cutter to form pellets, chips, etc. Further, in the present invention, the granular material after the melt polycondensation is usually 100 kPaG or less as a relative pressure with respect to atmospheric pressure in an inert gas atmosphere such as nitrogen, carbon dioxide, and argon. The pressure is usually about 5 to 30 hours under a pressure of 20 kPaG or less, or the absolute pressure is usually 6.5 to 0.013 kPa, preferably 1.3 to 0.065 kPa, usually about 1 to 20 hours. The solid phase polycondensation is usually carried out by heating at a temperature of 190 to 230 ° C, preferably 195 to 225 ° C. By this solid phase polycondensation, the degree of polymerization can be further increased, and the amount of by-products such as cyclic trimer and acetaldehyde can be reduced.
その際、固相重縮合に先立って、不活性ガス雰囲気下、又は、水蒸気雰囲気下或いは水蒸気含有不活性ガス雰囲気下で、通常120〜200℃、好ましくは130〜190℃で、1分〜4時間程度加熱することにより、樹脂粒状体表面を結晶化させることが好ましい。中で、水蒸気雰囲気下で行うことは、樹脂粒状体の結晶化速度を向上させたり、得られるポリエステル樹脂のアセトアルデヒド含有量を更に低減化させたりし得るので、好ましい。 At that time, prior to solid phase polycondensation, it is usually 120 to 200 ° C., preferably 130 to 190 ° C. for 1 minute to 4 in an inert gas atmosphere, or in a water vapor atmosphere or a water vapor-containing inert gas atmosphere. It is preferable to crystallize the resin granule surface by heating for about an hour. In particular, it is preferable to perform the reaction under a water vapor atmosphere because the crystallization rate of the resin granules can be improved or the acetaldehyde content of the resulting polyester resin can be further reduced.
又、更に、固相重縮合により得られた樹脂を、通常、40℃以上の温水に10分以上浸漬させる水処理、或いは、60℃以上の水蒸気又は水蒸気含有ガスに30分以上接触させる水蒸気処理等の処理を施すとか、又は、有機溶剤による処理、或いは、各種鉱酸、有機酸、燐酸等の酸性水溶液による処理、或いは、第1A族金属化合物、第2A族金属化合物、及びアミン等により調製されたアルカリ性水溶液若しくは有機溶剤溶液による処理を施すことにより、重縮合に用いた触媒を失活させることもできる。 Further, the water treatment in which the resin obtained by solid phase polycondensation is usually immersed in warm water at 40 ° C. or higher for 10 minutes or more, or the water treatment in which water vapor at 60 ° C. or higher or a steam-containing gas is brought into contact for 30 minutes or more. Or the like, or treatment with an organic solvent, treatment with an acidic aqueous solution such as various mineral acids, organic acids, phosphoric acid, or the like, prepared by a Group 1A metal compound, a Group 2A metal compound, an amine, etc. The catalyst used for the polycondensation can be deactivated by treatment with the alkaline aqueous solution or the organic solvent solution.
以上のような製造方法により得られる本発明の炭酸飲料ボトル用ポリエステル樹脂は、固有粘度(〔η2 〕)が0.80〜0.90dl/gであることが必須である。固有粘度が前記範囲未満では、ボトルとしての耐熱圧強度が不足することとなり、一方、前記範囲超過では、溶融成形性が劣り、成形時のアセトアルデヒド等の副生を抑制することが困難となる。 It is essential that the polyester resin for carbonated beverage bottles of the present invention obtained by the production method as described above has an intrinsic viscosity ([η 2 ]) of 0.80 to 0.90 dl / g. If the intrinsic viscosity is less than the above range, the heat-resistant pressure strength as a bottle will be insufficient. On the other hand, if it exceeds the above range, melt moldability will be inferior and it will be difficult to suppress by-products such as acetaldehyde during molding.
本発明のポリエステル樹脂の加熱溶融後の固有粘度保持率は95%以上であり好ましくは96%以上、更に好ましくは97%以上である。95%未満であると、溶融耐熱性が劣り、樹脂を溶融成形する時に固有粘度の低下が大きく炭酸飲料用ボトルとしての機械的強度および耐ストレスクラック性が劣る傾向となる。ここで、固有粘度保持率は、270℃で射出成形した段付成形板の固有粘度(〔η3 〕)と成形前の樹脂の固有粘度(〔η2 〕)から、次式により算出する。
固有粘度保持率(%)={〔η3 〕/〔η2 〕}×100
The intrinsic viscosity retention after heating and melting of the polyester resin of the present invention is 95% or more, preferably 96% or more, and more preferably 97% or more. If it is less than 95%, the melt heat resistance is inferior, and when the resin is melt-molded, the intrinsic viscosity is greatly reduced, and the mechanical strength and stress crack resistance as a carbonated beverage bottle tend to be inferior. Here, the intrinsic viscosity retention is calculated from the intrinsic viscosity ([η 3 ]) of the stepped molded plate injection-molded at 270 ° C. and the intrinsic viscosity ([η 2 ]) of the resin before molding by the following equation.
Intrinsic viscosity retention rate (%) = {[η 3 ] / [η 2 ]} × 100
又、本発明のポリエステル樹脂は、成形体としての黄味がかる色調を抑えるため、JIS Z8730の参考1に記載される、Lab表色系によるハンターの色差式の色座標b値が4.0以下であるのが好ましく、3.0以下であるのが更に好ましく、2.0以下であるのが特に好ましい。又、明度指数L値が85以上であるのが好ましく、88以上であるのが更に好ましい。 In addition, the polyester resin of the present invention has a color coordinate b value of Hunter's color difference formula according to Lab color system described in Reference 1 of JIS Z8730 of 4.0 or less in order to suppress a yellowish tone as a molded product. Preferably, it is 3.0 or less, more preferably 2.0 or less. The lightness index L value is preferably 85 or more, and more preferably 88 or more.
尚、前記色座標b値を前記範囲とするために、所謂、有機系調色剤を添加してもよく、その有機系調色剤としては、例えば、ソルベントブルー104、ソルベントレッド135、ソルベントレッド179、ソルベントバイオレット36、ピグメントブルー29、同15:1、同15:3、ピグメントレッド187、同263、ピグメントバイオレット19等の染顔料等が挙げられ、その添加量は、前記明度指数L値の低下を抑えることから、3.0ppm以下とするのが好ましく、2.0ppm以下とするのが更に好ましく、1.5ppm以下とするのが特に好ましく、1.0ppm以下とするのが殊更好ましい。尚、この有機系調色剤の添加時期は、ポリエステル樹脂の製造段階から成形段階に到るまでのいずれでもよい。この有機系調色剤の添加により、前記明度指数L値を好ましくは80以上、更に好ましくは83以上に維持した上で、前記色座標b値を1.0以下とすることができる。 In order to set the color coordinate b value within the above range, a so-called organic toning agent may be added. Examples of the organic toning agent include Solvent Blue 104, Solvent Red 135, Solvent Red. 179, Solvent Violet 36, Pigment Blue 29, 15: 1, 15: 3, Pigment Red 187, 263, Pigment Violet 19, and the like. In order to suppress the decrease, it is preferably 3.0 ppm or less, more preferably 2.0 ppm or less, particularly preferably 1.5 ppm or less, and particularly preferably 1.0 ppm or less. The organic toning agent may be added at any time from the polyester resin production stage to the molding stage. The addition of the organic toning agent allows the lightness index L value to be maintained at 80 or more, more preferably 83 or more, and the color coordinate b value to be 1.0 or less.
又、本発明のポリエステル樹脂は、ボトル等の成形体としての内容物の風味、香り等への悪影響を抑える等の面から、アセトアルデヒド含有量が5.0ppm以下、好ましくは3.0ppm以下であり、2.0ppm以下であるのが更に好ましい。又、270℃で射出成形した成形体におけるアセトアルデヒド含有量が18ppm以下であるのが好ましく、15ppm以下であるのが更に好ましい。 In addition, the polyester resin of the present invention has an acetaldehyde content of 5.0 ppm or less, preferably 3.0 ppm or less, from the viewpoint of suppressing adverse effects on the flavor, fragrance, etc. of the contents as molded articles such as bottles. More preferably, it is 2.0 ppm or less. Further, the acetaldehyde content in the molded article injection-molded at 270 ° C. is preferably 18 ppm or less, and more preferably 15 ppm or less.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例及び比較例において物性等の測定は下記の方法により行った。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
In the following examples and comparative examples, physical properties and the like were measured by the following methods.
< エステル化率>
エステル化反応物試料を乳鉢で粉砕し、その1.0gをビーカーに精秤し、これにジメチルホルムアミド40mlを加えて攪拌しながら180℃ で20分間加熱して溶解させた後、180℃のジメチルホルムアミド10mlでビーカー壁を洗浄し、室温まで冷却する。この溶液を、メトローム社製ポテンショグラフ「E−536型」自動滴定装置にて、複合pH電極「EA−120」を用い、0.1N 水酸化カリウム/メタノール溶液で滴定した。尚、0.1N 水酸化カリウム/メタノール溶液は、JIS K8006の方法により調製、標定した。得られた滴定曲線の変曲点から求めた滴定量〔A(ml)〕と、前記方法により調製、標定し、算出した、0.1N 水酸化カリウム/メタノール溶液のファクター〔f1〕、及び試料重量〔W(g)〕とから、下式により、遊離の末端カルボキシル基量〔AV(meq/g)〕を求めた。
AV(meq/g)={A×f1×(1/10)}/W
<Esterification rate>
A sample of the esterification reaction product is pulverized in a mortar, 1.0 g of the sample is precisely weighed in a beaker, 40 ml of dimethylformamide is added thereto, and the mixture is heated and dissolved at 180 ° C. for 20 minutes with stirring. Wash the beaker wall with 10 ml formamide and cool to room temperature. This solution was titrated with a 0.1N potassium hydroxide / methanol solution using a complex pH electrode “EA-120” with a potentiograph “E-536” automatic titrator manufactured by Metrohm. A 0.1N potassium hydroxide / methanol solution was prepared and standardized by the method of JIS K8006. The titration amount [A (ml)] obtained from the inflection point of the obtained titration curve, the factor [f1] of 0.1N potassium hydroxide / methanol solution prepared, standardized and calculated by the above method, and the sample From the weight [W (g)], the amount of free terminal carboxyl groups [AV (meq / g)] was determined by the following formula.
AV (meq / g) = {A * f1 * (1/10)} / W
次いで、乳鉢で粉砕した試料0.3gを三角フラスコに精秤し、これに0.5N 水酸化カリウム/エタノール溶液をホールピペットで20ml加え、更に純水10mlを加えて還流冷却器をセットし、表面温度を200℃ にしたプレートヒーター上で、時々攪拌しながら2時間加熱還流して試料を加水分解した。このときの試料液は透明となっている。放冷後、フェノールフタレインを指示薬として0.5N 塩酸水溶液で滴定した。尚、ここで、0.5N 水酸化カリウム/エタノール溶液と0.5N 塩酸水溶液は、JIS K8006の方法により調製、標定した。又、フェノールフタレインは、1gをエタノール90mlに溶解し、純水で100mlに定容したものを用いた。又、同一条件で試料を入れないブランクの状態においても滴定した。その際の、試料の滴定量〔Vs(ml)〕、ブランクの滴定量〔Vb(ml)〕、前記方法により調製、標定し、算出した、0.5N 塩酸水溶液のファクター〔f2〕、及び試料重量〔W(g)〕とから、下式により、全カルボン酸由来のカルボキシル基量〔SV(meq/g)〕を求めた。
SV(meq/g)={(Vb−Vs)×f2×(1/2)}/W
次いで、得られたAV(meq/g)、及びSV(meq/g)とから、下式により、エステル化率(%)を求めた。
エステル化率(%)={(SV−AV)/SV}×100
Next, 0.3 g of a sample pulverized in a mortar was precisely weighed in an Erlenmeyer flask, and 20 ml of a 0.5N potassium hydroxide / ethanol solution was added with a whole pipette, and further 10 ml of pure water was added, and a reflux condenser was set. The sample was hydrolyzed by heating and refluxing for 2 hours on a plate heater with a surface temperature of 200 ° C. with occasional stirring. The sample solution at this time is transparent. After allowing to cool, titration was performed with 0.5N aqueous hydrochloric acid using phenolphthalein as an indicator. Here, a 0.5N potassium hydroxide / ethanol solution and a 0.5N hydrochloric acid aqueous solution were prepared and standardized by the method of JIS K8006. Also, phenolphthalein was used in which 1 g was dissolved in 90 ml of ethanol and the volume was adjusted to 100 ml with pure water. Moreover, it titrated also in the blank state which does not put a sample on the same conditions. At that time, the sample titration [Vs (ml)], the blank titration [Vb (ml)], the factor prepared by the above method, standardized, and calculated, the factor [f2] of 0.5N hydrochloric acid aqueous solution, and the sample From the weight [W (g)], the amount of carboxyl groups derived from all carboxylic acids [SV (meq / g)] was determined by the following formula.
SV (meq / g) = {(Vb−Vs) × f2 × (1/2)} / W
Next, the esterification rate (%) was determined from the obtained AV (meq / g) and SV (meq / g) by the following formula.
Esterification rate (%) = {(SV-AV) / SV} × 100
<固有粘度[η]>
チップ状ポリエステルを凍結粉砕した試料0.25gをフェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合液を溶媒として、濃度(c)を1.0g/dLとして、溶融重縮合ポリエステルの場合は110℃で30分間、固相重縮合ポリエステルの場合は120℃で30分間保持することにより溶解させた。得られた溶液につき、ウベローデ型毛細粘度管を用いて、30℃で、溶媒との相対粘度(ηrel )を測定し、この相対粘度(ηrel )−1から求めた比粘度(ηsp)と濃度(c)との比(ηsp/c)を求めた。同様にして濃度(c)を0.5g/dL、0.2g/dL、0.1g/dLとしたときについてもそれぞれの比(ηsp/c)を求め、これらの値より、濃度(c)を0に外挿したときの比(ηsp/c)を固有粘度[η](dL/g)として求めた。
<Intrinsic viscosity [η]>
A 0.25 g sample of freeze-pulverized chip-shaped polyester was mixed with phenol / tetrachloroethane (weight ratio 1/1) as a solvent and the concentration (c) was 1.0 g / dL. In the case of solid phase polycondensation polyester, it was dissolved by holding at 120 ° C. for 30 minutes at 30 ° C. About the obtained solution, relative viscosity ((eta) rel) with a solvent was measured at 30 degreeC using the Ubbelohde type | mold capillary viscosity tube, and the specific viscosity ((eta) sp) and density | concentration ((eta) sp) calculated | required from this relative viscosity ((eta) rel) -1 The ratio (ηsp / c) to c) was determined. Similarly, when the concentration (c) is 0.5 g / dL, 0.2 g / dL, and 0.1 g / dL, the respective ratios (ηsp / c) are obtained, and from these values, the concentration (c) The ratio (ηsp / c) when O was extrapolated to 0 was determined as the intrinsic viscosity [η] (dL / g).
<ポリエステル樹脂中の金属原子含有量>
ポリエステル試料5gを、硫酸存在下に過酸化水素で常法により灰化、完全分解後、蒸留水にて50mlに定容したものについて、プラズマ発光分光分析装置(JOBIN YVON社製ICP−AES「JY46P型」)を用いて定量し、ポリエステル樹脂1トン中のモル量に換算した。
<Metal atom content in polyester resin>
A polyester sample (5 g) was incinerated with hydrogen peroxide in the presence of sulfuric acid in a conventional manner, completely decomposed, and then adjusted to 50 ml with distilled water. A plasma emission spectroscopic analyzer (ICP-AES “JY46P manufactured by JOBIN YVON) was used. Type | mold)), and converted into the molar amount in 1 ton of polyester resins.
<ジエチレングリコール単位の含有量>
粉砕機(吉田製作所製ウィレー型「1029−A」)を用いて1.5mm穴の目皿により粉砕した樹脂試料5.00gに、4N 水酸化カリウム/メタノール溶液50mlを加えて還流冷却器をセットし、マグネチックスターラ付きホットプレート(表面温度200℃)上で攪拌しながら、2時間加熱還流し、加水分解する。放冷後、高純度テレフタル酸約20gを加え、十分振とうして中和しpHを9以下としたスラリーを、11G−4グラスフィルターを用いて濾過した後、メタノール2mlで2回洗浄して濾液と洗液を合わせ、それを供試液として、その1μlをマイクロシリンジにて、ガスクロマトグラフィー(島津製作所製「GC−14APF」)に注入し、各ジオール単位のピーク面積から全ジオール成分に対するジエチレングリコール単位の含有量を、下式に従い算出した。
ジエチレングリコール単位の含有量(モル%)=(ACO×CfCO )/〔Σ(A×Cf )〕×100
〔ここで、ACOはジエチレングリコール単位の面積(μV・秒)、CfCO はそのジオール単位の補正係数、Aは各ジオール単位の面積(μV・秒)、Cf は各ジオール単位の補正係数である。〕
<Content of diethylene glycol unit>
Add 50 ml of 4N potassium hydroxide / methanol solution to 5.00 g of a resin sample crushed with a 1.5 mm hole eye plate using a crusher (Willet type “1029-A” manufactured by Yoshida Seisakusho) and set a reflux condenser. Then, while stirring on a hot plate with a magnetic stirrer (surface temperature 200 ° C.), the mixture is heated to reflux for 2 hours to be hydrolyzed. After allowing to cool, about 20 g of high-purity terephthalic acid was added, and the slurry was sufficiently shaken to neutralize to a pH of 9 or less, filtered using an 11G-4 glass filter, and then washed twice with 2 ml of methanol. The filtrate and the washing solution are combined, and 1 μl thereof is injected into a gas chromatography (“GC-14APF” manufactured by Shimadzu Corporation) with a microsyringe, and diethylene glycol with respect to all diol components from the peak area of each diol unit. The content of the unit was calculated according to the following formula.
Content of diethylene glycol unit (mol%) = (ACO × CfCO) / [Σ (A × Cf)] × 100
[Where ACO is the area of diethylene glycol unit (μV · sec), CfCO is the correction coefficient of the diol unit, A is the area of each diol unit (μV · sec), and Cf is the correction coefficient of each diol unit. ]
尚、ガスクロマトグラフィーの使用条件は、以下の通りである。 In addition, the use conditions of gas chromatography are as follows.
カラム:J&W社製「DB−WAX」(0.53mm×30mm)
設定温度:カラム;160〜220℃
気化室;230℃
検出器;230℃
ガス流量:キャリア(窒素);5ml/min
水素;0.6kg/cm2
空気;0.6kg/cm2
検出器:FID
感度:102 MΩ
Column: “DB-WAX” (0.53 mm × 30 mm) manufactured by J & W
Set temperature: Column; 160-220 ° C
Vaporization chamber; 230 ° C
Detector: 230 ° C
Gas flow rate: Carrier (nitrogen); 5 ml / min
Hydrogen; 0.6 kg / cm 2
Air; 0.6 kg / cm 2
Detector: FID
Sensitivity: 10 2 MΩ
< イソフタル酸単位の含有量>
樹脂試料を重水素化クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール(重量比7/3)の混合溶媒に濃度3重量%となるように溶解させた溶液について、核磁気共鳴装置(日本電子社製「JNM−EX270型」)を用いて、1H−NMRを測定して各ピークを帰属し、ピークの積分値から共重合成分の含有量を算出した。
<Content of isophthalic acid unit>
A solution obtained by dissolving a resin sample in a mixed solvent of deuterated chloroform / hexafluoroisopropanol (weight ratio 7/3) to a concentration of 3% by weight is used for a nuclear magnetic resonance apparatus (“JNM-EX270 type” manufactured by JEOL Ltd.). )), 1 H-NMR was measured, each peak was assigned, and the content of the copolymerization component was calculated from the integrated value of the peaks.
<段付成形板評価>
・射出成形
ポリエステル樹脂を、露点が−50℃以下の窒素を40L/分の流速で流通させたイナートオーブン(ESPEC社製「IPHH−201型」中で、160℃で4時間乾燥し水分量を50ppm以下とした後、射出成形機(名機製作所社製「M−70AII−DM」)にて、シリンダー温度270℃、背圧5×105Pa(油圧)、射出率40cc/秒、保圧力35×105Pa(油圧)、金型温度25℃、成形サイクル約75秒で、図1に示される形状の、縦50mm、横100mmで、横方向に6mmから3.5mmまで段差0.5mmの6段階の厚みを有する段付成形板を射出成形した。尚、図1において、Gはゲート部である。
<Evaluation of stepped molded plate>
・ Injection-molded polyester resin was dried for 4 hours at 160 ° C. in an inert oven (ESPEC “IPHH-201 type”) in which nitrogen having a dew point of −50 ° C. or less was circulated at a flow rate of 40 L / min. After 50 ppm or less, in an injection molding machine (“M-70AII-DM” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), the cylinder temperature is 270 ° C., the back pressure is 5 × 105 Pa (hydraulic pressure), the injection rate is 40 cc / sec, and the holding pressure is 35 ×. 105 Pa (hydraulic), mold temperature 25 ° C., molding cycle of about 75 seconds, the shape shown in FIG. 1 is 50 mm in length, 100 mm in width, and 6 steps from 6 mm to 3.5 mm in the horizontal direction with a step of 0.5 mm. A stepped molded plate having a thickness was injection molded, where G is a gate portion.
・成形板の固有粘度
成形板における厚み3.5mm部の後端部分(図1におけるB部)から4mm角程度に切り出しチップ化した試料を用い、前記と同様の方法で測定した。
-Intrinsic Viscosity of Molded Plate Measurement was performed in the same manner as described above, using a sample cut into a chip of about 4 mm square from the rear end portion (B portion in Fig. 1) of a thickness of 3.5 mm.
<ボトル成形>
ポリエステル樹脂を棚段式真空乾燥機中で145℃にて16時間乾燥し、水分量を50ppm以下とした後、射出成形機(日精エー・エス・ビー機械株式会社製「ASB50TH」)にて、ノズル/バレル部設定温度270℃、ホットランナー部設定温度270℃、金型冷却水温度15℃、充填時間1.5秒、射出時間18秒、冷却時間10秒、成形サイクル33秒、スクリュー背圧1MPa(油圧)、スクリュー回転数100rpmとなるように設定し、500ml自立炭酸ボトル用のプリフォーム(25g/本、2本取り)を射出成形した。引き続き、成形開始後20shot目以降のプリフォームを23℃、50%RHの恒温恒湿室にて1週間保管した後、延伸ブロー成形機(SIDEL社製「SBO1Lab」)にて、生産速度750BPH、1次ブロー圧1MPa、2次ブロー圧2.6MPa、ブロー金型温度60℃、底型温度30℃、ストレッチロッド速度1m/秒で、ボトル底部の重量(接地面から23mmまでの範囲)が6.0±0.3gとなるように近赤外線ヒーター出力や2次ブロー圧開始時間を調整し、500ml自立炭酸ボトルを延伸ブロー成形し、評価用ボトルを得た。
<Bottle molding>
After drying the polyester resin in a shelf-type vacuum dryer at 145 ° C. for 16 hours to reduce the water content to 50 ppm or less, with an injection molding machine (“ASB50TH” manufactured by Nissei ASB Machine Co., Ltd.) Nozzle / barrel setting temperature 270 ° C, hot runner setting temperature 270 ° C, mold cooling water temperature 15 ° C, filling time 1.5 seconds, injection time 18 seconds, cooling time 10 seconds, molding cycle 33 seconds, screw back pressure The preform was set to 1 MPa (hydraulic pressure) and the screw rotation speed was 100 rpm, and a preform for a 500 ml self-supporting carbonic acid bottle (25 g / piece, two halves) was injection molded. Subsequently, the preforms after the 20th shot after the start of molding were stored in a constant temperature and humidity chamber at 23 ° C. and 50% RH for one week, and then at a stretch blow molding machine (“SBO1Lab” manufactured by SIDEL) with a production rate of 750 BPH, The primary blow pressure is 1 MPa, the secondary blow pressure is 2.6 MPa, the blow mold temperature is 60 ° C., the bottom mold temperature is 30 ° C., the stretch rod speed is 1 m / second, and the weight at the bottom of the bottle (range from the ground surface to 23 mm) is 6. The near-infrared heater output and the secondary blow pressure start time were adjusted to 0.0 ± 0.3 g, and a 500 ml self-standing carbonated bottle was stretch blow molded to obtain an evaluation bottle.
<耐ストレスクラック性評価>
500ml自立炭酸ボトルに、予め23℃に調整した純水488.3gとクエン酸5.32gを入れ、溶解させた後、重曹6.38gを薬包紙に包んだまま投入し、すばやくキャップにより密栓する。十分に振り混ぜて薬包紙中の重曹を完全に溶解させた後、内液の温度を安定させるために23℃の恒温室にて30分保管した。保管後、0.2重量%水酸化ナトリウム水溶液中にボトル底部(接地面から40mm位まで)を浸漬させ、底部の割れ発生までの時間を計測した。ボトル本数は1樹脂に対して10本用い、割れ発生までの平均時間(分)を耐ストレスクラック性の指標とした。割れ発生までの時間が長いほど、耐ストレスクラック性が良好であることを示す。
<Stress crack resistance evaluation>
In a 500 ml self-supporting carbonated bottle, 488.3 g of pure water adjusted to 23 ° C. and 5.32 g of citric acid are added and dissolved, and then 6.38 g of sodium bicarbonate is put in a medicine wrapping paper and quickly sealed with a cap. The mixture was thoroughly shaken to completely dissolve the baking soda in the medicine wrapping paper, and then stored in a thermostatic chamber at 23 ° C. for 30 minutes in order to stabilize the temperature of the internal solution. After storage, the bottom of the bottle (up to about 40 mm from the ground contact surface) was immersed in a 0.2% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and the time until the bottom was cracked was measured. Ten bottles were used for one resin, and the average time (minutes) until the occurrence of cracking was used as an index for resistance to stress cracking. The longer the time until the occurrence of cracking, the better the stress crack resistance.
<ボトル外観評価>
得られたボトルの胴体部分のヘーズの有無を目視で判定した。
評価:
○:透明
△:やや胴部にヘーズが観察される
×:胴部にヘーズが観察される
<Bottle appearance evaluation>
The presence or absence of haze in the body portion of the obtained bottle was visually determined.
Rating:
○: Transparent △: Some haze is observed in the trunk part ×: Haze is observed in the trunk part
実施例1
スラリー調製槽、及びそれに直列に接続された2 段のエステル化反応槽、及び2段目のエステル化反応槽に直列に接続された3段の溶融重縮合槽からなる連続重合装置を用い、スラリー調製槽に、テレフタル酸とイソフタル酸とエチレングリコールとをそれぞれ毎時778.5重量部、86.5重量部、485重量部で連続的に供給すると共に、エチルアシッドホスフェートの0.3重量%エチレングリコール溶液を、得られるポリエステル樹脂1トン当たりの燐原子としての含有量Pが0.129モル/樹脂トンとなる量で連続的に添加して、攪拌、混合することによりスラリーを調製した。このスラリーを、窒素雰囲気下で260℃ 、相対圧力50kPaG、平均滞留時間4時間に設定された第1段目のエステル化反応槽、次いで、窒素雰囲気下で260 ℃ 、相対圧力5kPaG、平均滞留時間1.5時間に設定された第2段目のエステル化反応槽に連続的に移送して、エステル化反応させた。又、その際、第2段目のエステル化反応槽に設けた上部配管を通じて、酢酸マグネシウム4水和物の0.6重量%エチレングリコール溶液を、得られるポリエステル樹脂1トン当たりのマグネシウム原子としての含有量M が0.165モル/樹脂トンとなる量で連続的に添加した。そのとき、以下に示す方法により測定したエステル化率は、第1段目においては85% 、第2段目においては95% であった。
Example 1
A slurry is prepared using a continuous polymerization apparatus comprising a slurry preparation tank, a two-stage esterification reaction tank connected in series to the slurry, and a three-stage melt polycondensation tank connected in series to the second-stage esterification reaction tank. To the preparation tank, terephthalic acid, isophthalic acid, and ethylene glycol were continuously fed at 778.5 parts by weight, 86.5 parts by weight, and 485 parts by weight, respectively, and 0.3% by weight ethylene glycol of ethyl acid phosphate. A slurry was prepared by continuously adding the solution in such an amount that the content P as a phosphorus atom per ton of the obtained polyester resin was 0.129 mol / ton of resin, and stirring and mixing. This slurry was subjected to a first stage esterification reaction tank set at 260 ° C. under a nitrogen atmosphere, a relative pressure of 50 kPaG, and an average residence time of 4 hours, then under a nitrogen atmosphere at 260 ° C., a relative pressure of 5 kPaG, and an average residence time. The mixture was continuously transferred to the second stage esterification reaction tank set at 1.5 hours for esterification reaction. At that time, a 0.6 wt% ethylene glycol solution of magnesium acetate tetrahydrate was added as magnesium atoms per ton of the obtained polyester resin through an upper pipe provided in the second stage esterification reaction tank. It was continuously added in such an amount that the content M was 0.165 mol / ton resin. At that time, the esterification rate measured by the method shown below was 85% in the first stage and 95% in the second stage.
引き続いて、前記で得られたエステル化反応生成物を連続的に溶融重縮合槽に移送する際、その移送配管中のエステル化反応生成物に、テトラ−n−ブチルチタネートを、チタン原子の濃度0.15重量%、水分濃度を0.5重量%としたエチレングリコール溶液として、得られるポリエステル樹脂1トン当たりのチタン原子としての含有量Tが0.084モル/樹脂トンとなる量で連続的に添加しつつ、272℃ 、絶対圧力2.6kPaに設定された第1 段目の溶融重縮合槽、次いで、278℃ 、絶対圧力0.5kPaに設定された第2段目の溶融重縮合槽、次いで、280℃、絶対圧力0.3kPaに設定された第3段目の溶融重縮合槽に連続的に移送して、得られるポリエステル樹脂の固有粘度(〔η1〕)が0.63dl/gとなるように各重縮合槽における滞留時間を調整して溶融重縮合させ、重縮合槽の底部に設けられた抜き出し口から連続的にストランド状に抜き出して、水冷後、カッターで切断してチップ状粒状体としたポリエステル樹脂を製造した。 Subsequently, when the esterification reaction product obtained above is continuously transferred to the melt polycondensation tank, tetra-n-butyl titanate is added to the esterification reaction product in the transfer pipe with a concentration of titanium atoms. As an ethylene glycol solution having a water concentration of 0.15% by weight and a water concentration of 0.5% by weight, the content T as a titanium atom per ton of the obtained polyester resin is continuously 0.084 mol / ton of resin. The first stage melt polycondensation tank set at 272 ° C. and absolute pressure 2.6 kPa, and then the second stage melt polycondensation tank set at 278 ° C. and absolute pressure 0.5 kPa Subsequently, the polyester resin is continuously transferred to a third-stage melt polycondensation tank set at 280 ° C. and an absolute pressure of 0.3 kPa, and the resulting polyester resin has an intrinsic viscosity ([η1]) of 0.63 dl / g. Become As described above, the residence time in each polycondensation tank is adjusted and melt polycondensed, and continuously extracted into a strand form from an extraction port provided at the bottom of the polycondensation tank. A polyester resin was produced.
引き続き、前記で得られた溶融重縮合樹脂ペレット状粒状体を、窒素雰囲気下で約160℃に保持された攪拌結晶化機内に滞留時間が約60分となる様に連続的に供給して結晶化させた後、塔型の固相重縮合装置に連続的に供給し、窒素雰囲気下、210℃ で、得られる樹脂の固有粘度(〔η2〕)が0.83dl/gとなる様に滞留時間を調節して固相重縮合させた。得られたポリエステル樹脂を用い、段付成形板評価および耐ストレスクラック性評価を行い、その結果を表1に示した。 Subsequently, the molten polycondensation resin pellets obtained above were continuously fed into a stirring crystallization machine maintained at about 160 ° C. in a nitrogen atmosphere so that the residence time was about 60 minutes. And then continuously supplied to a tower-type solid-phase polycondensation device, and stays at 210 ° C. under a nitrogen atmosphere so that the intrinsic viscosity ([η2]) of the obtained resin is 0.83 dl / g. Solid phase polycondensation was carried out by adjusting the time. Using the obtained polyester resin, stepped molded plate evaluation and stress crack resistance evaluation were performed, and the results are shown in Table 1.
実施例2
実施例1において、溶融重縮合時のイソフタル酸共重合量を表1の如く変更したことの外は、実施例1と同様にして固相重縮合樹脂を製造し、各種測定を行い、結果を表1に示した。
Example 2
In Example 1, except that the amount of isophthalic acid copolymerization during melt polycondensation was changed as shown in Table 1, a solid phase polycondensation resin was produced in the same manner as in Example 1 and various measurements were performed. It is shown in Table 1.
実施例3
実施例1において、第1段目のエステル化反応槽の圧力を相対圧力45kPaGとし、溶融重縮合時のイソフタル酸共重合量を表1の如く変更し、固相重縮合後の固有粘度([η2])を0.88dl/gとしたことの外は、実施例1と同様にして固相重縮合樹脂を製造し、各種測定を行い、結果を表1に示した。
Example 3
In Example 1, the pressure of the first stage esterification reaction tank was set to a relative pressure of 45 kPaG, the amount of isophthalic acid copolymerization during melt polycondensation was changed as shown in Table 1, and the intrinsic viscosity ([ The solid phase polycondensation resin was produced in the same manner as in Example 1 except that η2]) was 0.88 dl / g, and various measurements were performed. The results are shown in Table 1.
比較例1
実施例1において、重縮合時の各触媒量を表1に示した量としたこと、第2段目のエステル化反応槽に設けた上部配管を通じてジエチレングリコールを得られるポリエステル樹脂中の全ジオール単位に対するジエチレングリコール成分量が表1に示す量となるように連続的に追加添加したことの外は、実施例1と同様にして固相重縮合樹脂を製造し、各種測定を行い、結果を表1に示した。
Comparative Example 1
In Example 1, the amount of each catalyst at the time of polycondensation was set to the amount shown in Table 1, with respect to all diol units in the polyester resin from which diethylene glycol can be obtained through the upper pipe provided in the second stage esterification reaction tank. A solid phase polycondensation resin was produced in the same manner as in Example 1 except that it was continuously added so that the amount of diethylene glycol component was the amount shown in Table 1, and various measurements were performed. Indicated.
比較例2
実施例1において、イソフタル酸を添加しなかったことの外は、実施例1と同様にして固相重縮合樹脂を製造し、各種測定を行い、結果を表1に示した。
Comparative Example 2
In Example 1, except that isophthalic acid was not added, a solid phase polycondensation resin was produced in the same manner as in Example 1, various measurements were performed, and the results are shown in Table 1.
比較例3
比較例1において、固相重縮合後の固有粘度([η2])を0.78dl/gとしたことの外は、比較例1と同様にして固相重縮合樹脂を製造し、各種測定を行い、結果を表1に示した。
Comparative Example 3
In Comparative Example 1, a solid phase polycondensation resin was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the intrinsic viscosity ([η2]) after solid phase polycondensation was 0.78 dl / g. The results are shown in Table 1.
比較例4
実施例1においてエチルアシッドホスフェートの代わりに正リン酸の3.0重量%エチレングリコール溶液を使用し、酢酸マグネシウム4水和物の代わりに三酸化アンチモンの1.8重量%エチレングリコール溶液を使用し、テトラ−n−ブチルチタネートを添加しないこと、イソフタル酸共重合量を表1に示す量としたこと、第2段目のエステル化反応槽に設けた上部配管を通じてジエチレングリコールを得られるポリエステル樹脂中の全ジオール単位に対するジエチレングリコール成分量が表1に示す量となるように連続的に追加添加したことの外は、実施例1と同様にして固相重縮合樹脂を製造し、各種測定を行い、結果を表1に示した。実施例1において、第1段目のエステル化反応槽の
Comparative Example 4
In Example 1, a 3.0 wt% ethylene glycol solution of orthophosphoric acid was used instead of ethyl acid phosphate, and a 1.8 wt% ethylene glycol solution of antimony trioxide was used instead of magnesium acetate tetrahydrate. In the polyester resin in which diethylene glycol can be obtained through the upper pipe provided in the second stage esterification reaction tank, no tetra-n-butyl titanate added, the amount of isophthalic acid copolymerized as shown in Table 1 A solid phase polycondensation resin was produced in the same manner as in Example 1 except that it was continuously added so that the amount of diethylene glycol component relative to all diol units was the amount shown in Table 1, and various measurements were performed. Is shown in Table 1. In Example 1, the first stage esterification reactor
G:ゲート部 G: Gate part
Claims (2)
(i)ポリエステル樹脂中の金属原子含有量(モル/樹脂トン)は、下式(1)〜(3)を満たす
(1)0.020≦T≦0.200
(2)0.040≦M≦0.400
(3)0.020≦P≦0.300
ここで、T、M、Pはそれぞれポリエステル樹脂中のチタン、マグネシウム、リンの量をモル/樹脂トンであらわしたものである。
(ii)ポリエステル樹脂を構成する全ジカルボン酸単位に対するイソフタル酸単位(IPA)の含有量(モル%)は、下式(4)を満たす
(4)0<IPA≦1.5
(iii)ポリエステル樹脂を構成する全ジオール成分単位に対するジエチレングリコール単位(DEG)の含有量(モル%)は、下式(5)を満たす
(5)1.0≦DEG≦2.5
(iv)ポリエステル樹脂の固有粘度(IV)は、0.80〜0.90(dl/g)である
(v) ポリエステル樹脂を270℃で射出成形したときの固有粘度保持率が95%以上である A dicarboxylic acid component containing terephthalic acid as a main component and isophthalic acid and a diol component containing ethylene glycol as a main component are subjected to melt polycondensation in the presence of a titanium compound, a magnesium compound and a phosphorus compound through an esterification reaction, and then solidified. A polyester resin produced by a phase polycondensation reaction, which satisfies the following (i) to (v): A polyester resin for a carbonated beverage bottle.
(I) The metal atom content (mol / ton of resin) in the polyester resin satisfies the following formulas (1) to (3): (1) 0.020 ≦ T ≦ 0.200
(2) 0.040 ≦ M ≦ 0.400
(3) 0.020 ≦ P ≦ 0.300
Here, T, M, and P represent the amounts of titanium, magnesium, and phosphorus in the polyester resin, respectively, in mol / ton of resin.
(Ii) The content (mol%) of the isophthalic acid unit (IPA) with respect to all the dicarboxylic acid units constituting the polyester resin satisfies the following formula (4): (4) 0 <IPA ≦ 1.5
(Iii) The content (mol%) of the diethylene glycol unit (DEG) with respect to all diol component units constituting the polyester resin satisfies the following formula (5): (5) 1.0 ≦ DEG ≦ 2.5
(Iv) The intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin is 0.80 to 0.90 (dl / g). (V) The intrinsic viscosity retention when the polyester resin is injection-molded at 270 ° C. is 95% or more. is there
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007332448A JP2009154888A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Polyester resin for bottle of carbonated beverage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007332448A JP2009154888A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Polyester resin for bottle of carbonated beverage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009154888A true JP2009154888A (en) | 2009-07-16 |
Family
ID=40959336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007332448A Pending JP2009154888A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Polyester resin for bottle of carbonated beverage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009154888A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021004043A (en) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 東洋製罐株式会社 | Polyester bottle and preform of the same |
US20230226744A1 (en) * | 2019-08-08 | 2023-07-20 | Nissei Asb Machine Co., Ltd. | Molding unit for cooling resin molded article, blow molding device, injection molding device, and method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003221437A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-05 | Mitsubishi Chemicals Corp | Method of manufacturing polyester resin |
JP2004124068A (en) * | 2002-08-05 | 2004-04-22 | Mitsubishi Chemicals Corp | Method for producing polyester resin, polyester resin produced thereby, and bottle made from the resin |
JP2007126680A (en) * | 2006-12-27 | 2007-05-24 | Mitsubishi Chemicals Corp | Process for producing polyester resin |
JP2007138155A (en) * | 2005-10-19 | 2007-06-07 | Toyobo Co Ltd | Polyester composition, polyester molded product made of the same and method for manufacturing polyester blow molded product |
-
2007
- 2007-12-25 JP JP2007332448A patent/JP2009154888A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003221437A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-05 | Mitsubishi Chemicals Corp | Method of manufacturing polyester resin |
JP2004124068A (en) * | 2002-08-05 | 2004-04-22 | Mitsubishi Chemicals Corp | Method for producing polyester resin, polyester resin produced thereby, and bottle made from the resin |
JP2007138155A (en) * | 2005-10-19 | 2007-06-07 | Toyobo Co Ltd | Polyester composition, polyester molded product made of the same and method for manufacturing polyester blow molded product |
JP2007126680A (en) * | 2006-12-27 | 2007-05-24 | Mitsubishi Chemicals Corp | Process for producing polyester resin |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021004043A (en) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 東洋製罐株式会社 | Polyester bottle and preform of the same |
US20230226744A1 (en) * | 2019-08-08 | 2023-07-20 | Nissei Asb Machine Co., Ltd. | Molding unit for cooling resin molded article, blow molding device, injection molding device, and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004292803A (en) | Polyester polymerization catalyst, process for producing the same and process for producing polyester therewith | |
JP3717392B2 (en) | Polyester resin | |
JP3690255B2 (en) | Polyester resin production method and polyester resin obtained thereby | |
JP4363101B2 (en) | Polyester resin and method for producing the same | |
WO2004013203A1 (en) | Polyester resin and method for production thereof | |
JP3617340B2 (en) | Polyester production method | |
JP3679264B2 (en) | Production method of polyester resin | |
JP3685042B2 (en) | Production method of polyester resin | |
JP3960810B2 (en) | Production method of polyester resin | |
JP4529590B2 (en) | Polyester resin and method for producing the same | |
JP5165186B2 (en) | POLYESTER RESIN AND PROCESS FOR PRODUCING THE RESIN | |
JP2005089741A (en) | Polyester resin and method for producing the same | |
JP2009154888A (en) | Polyester resin for bottle of carbonated beverage | |
JP4159237B2 (en) | Production method of polyester resin | |
JP6819125B2 (en) | polyester | |
JP5285837B2 (en) | Polyester resin and method for producing the same | |
JP2019131636A (en) | polyester | |
JP4618246B2 (en) | Polyester resin | |
JP4251827B2 (en) | Polyester resin | |
JP5228476B2 (en) | Production method of polyester resin | |
JP4715876B2 (en) | Polyester resin | |
JP4915296B2 (en) | Polyester resin and molded product obtained therefrom | |
JP2009024088A (en) | Polyester resin for rubber reinforcing fiber, and method for producing the same | |
JP2014205796A (en) | Polyester resin and method for producing the same | |
JP2006199973A (en) | Method for producing polyester resin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101130 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120104 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121204 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130423 |