| 【発明の名称】 |
ポリエチレンテレフタレートの連続重合方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】鈴木 啓介
【氏名】中嶋 孝宏
【氏名】形舞 祥一
|
| 【要約】 |
【課題】アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物を触媒の主成分とせず、熱安定性、色調、透明性に優れるＰＥＴを安価で生産性よく製造することができる連続重合方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム及び／又はその化合物から選ばれる少なくとも１種を金属含有成分として含み、フェノール系化合物から選択される少なくとも一種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 アルミニウム及び／又はその化合物から選ばれる少なくとも１種を金属含有成分として含み、フェノール系化合物から選択される少なくとも一種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項２】 アルミニウム及び／又はその化合物から選ばれる少なくとも１種を金属含有成分として含み、リン化合物から選択される少なくとも一種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項３】 請求項１記載の重縮合触媒が、さらにリン化合物を含むことを特徴とするポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項４】 リン化合物が、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物からなる群より選ばれる一種または二種以上の化合物であることを特徴とする請求項２または３記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項５】 リン化合物が、一種または二種以上のホスホン酸系化合物であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項６】 リン化合物が、芳香環構造を有する化合物であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項７】 リン化合物が、下記一般式化１〜化３で表される化合物からなる群より選ばれる一種または二種以上であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【化１】
【化２】
【化３】
（化１〜化３において、Ｒ1 、Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ2 、Ｒ3 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ただし、炭化水素基は脂環構造や芳香環構造を含んでいてもよい。）
【請求項８】 上記化１〜化３中のＲ1 、Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 が芳香環構造を有する基であることを特徴とする請求項７記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項９】 リン化合物が、フェノール部を同一分子内に有することを特徴とする請求項２〜８に記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項１０】 フェノール部を同一分子内に有するリン化合物が、下記一般式化４〜化６で表される化合物からなる群より選ばれる一種または二種以上であることを特徴とする請求項９記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【化４】
【化５】
【化６】
（化４〜化６において、Ｒ1 はフェノール部を含む炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基およびフェノール部を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ2 、Ｒ3はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ただし、炭化水素基は分岐構造や脂環構造や芳香環構造を含んでいてもよい。Ｒ2 とＲ4 の末端どうしは結合していてもよい。）
【請求項１１】 リン化合物のアルミニウム塩から選択される少なくとも一種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項１２】 下記一般式化７で表される化合物から選択される少なくとも１種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【化７】
（化７において、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜３０の炭化水素基を表す。Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ4 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｌは１以上の整数、ｍは０または１以上の整数を表し、（ｌ＋ｍ）は３である。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基は脂環構造や分岐構造や芳香環構造を含んでいてもよい。）
【請求項１３】 少なくとも２個のエステル化反応器と多段階の液相縮重合反応器を用いて製造することを特徴とする請求項１〜１２記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項１４】 請求項１３記載のエステル化反応器において、反応器内温度が２４０〜２７０℃で、反応器内圧力が０〜０．１５ＭＰａで、反応器内滞留時間が１．５〜５時間の条件下でエステル化反応を行うことを特徴とするポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項１５】 前記エステル化反応器において、エステル化率が９０％以上であり、分子量が５００〜５０００となるようにエステル化反応を行うことを特徴とする請求項１３または１４記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項１６】 請求項１３記載の多段階の液相縮重合反応器において、一段目の液相縮重合反応は、反応器内温度が２５０〜２９０℃で、反応器内圧力が３０〜１０００ｈＰａで、反応器内滞留時間が０．５〜２時間の条件下で行うことを特徴とする請求項１３〜１５記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
【請求項１７】 請求項１３記載の多段階の液相縮重合反応器において、最終段階の液相縮重合反応は、反応器内温度が２６５〜３００℃で、反応器内圧力が０．０１〜１５Ｐａで、反応器内滞留時間が０．５〜３時間の条件下で行うことを特徴とする請求項１３〜１６記載のポリエチレンテレフタレートの連続重合方法。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム系触媒を用いるポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する）の連続重合方法に関するものである。さらに詳しくは、従来のアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物を触媒主成分として用いずに、熱安定性、色調に優れ、かつ安価に生産することができる、ＰＥＴの連続重合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＥＴは、機械的特性、化学的特性、透明性、耐熱性、ガスバリヤ−性等の特性に優れており、繊維、ボトル等の中空成形体、包装用、工業用等のフィルム、包装用等のシート、電気・電子部品用等の成形材料などの広範な分野において使用されている。
【０００３】一般にこのような用途に使用されるＰＥＴは、テレフタル酸及びエチレングリコ−ルを原料とし、重縮合触媒としてアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物およびこれらの混合物などを用いて製造される。
【０００４】前記の重縮合触媒の中で、三酸化アンチモンが一般的に広く用いられている。三酸化アンチモンは、安価で、かつ優れた触媒活性をもつ重縮合触媒である。しかしながら、これを主成分、即ち、実用的な重合速度が発揮される程度の添加量にて使用すると、重縮合時に金属アンチモンが析出するため、ポリエステルに黒ずみや異物が発生するという問題点を有している。上記異物は、フィルムとした場合に表面欠点の原因となったり、繊維とした場合に強度が低下したり、製糸時の口金汚れなどにより操業性が低下したりする場合がある。
【０００５】上記の問題を解決する方法として、重縮合触媒として三酸化アンチモンを用いて、かつポリエステルの黒ずみや異物の発生を抑制する試みが行われている。例えば、特許第２６６６５０２号公報においては、重縮合触媒として三酸化アンチモンとビスマスおよびセレンの化合物を用いることで、ポリエチレンテレフタレ−ト中の黒色異物の生成を抑制している。また、特開平９−２９１１４１号公報においては、重縮合触媒としてナトリウムおよび鉄の酸化物を含有する三酸化アンチモンを用いると、金属アンチモンの析出が抑制されることを述べている。ところが、これらの方法では、結局ポリエステル中のアンチモンの含有量を低減するという目的は達成できていない。
【０００６】三酸化アンチモン等のアンチモン系触媒に代わる重縮合触媒の検討も行われている。例えば、テトラアルコキシチタネートに代表されるチタン化合物やスズ化合物がすでに提案されている。しかしながら、これらを用いて製造されたポリエステルは熱安定性が低いため、溶融成形時に熱劣化を受けやすく、またポリエステルが著しく着色するという問題点を有する。
【０００７】このような、チタン化合物を重縮合触媒として用いたときの問題点を克服する試みとして、例えば、特開昭５５−１１６７２２号公報では、テトラアルコキシチタネートをコバルト塩およびカルシウム塩と同時に用いる方法が提案されている。また、特開平８−７３５８１号公報によると、重縮合触媒としてテトラアルコキシチタネートをコバルト化合物と同時に用い、かつ蛍光増白剤を用いる方法が提案されている。ところが、これらの技術では、テトラアルコキシチタネートを重縮合触媒として用いたときのポリエステルの着色は低減されるものの、ポリエステルの熱分解を効果的に抑制することは達成できていない。
【０００８】チタン化合物を重縮合触媒として用いて重合したポリエステルの溶融成形時の熱劣化を抑制する他の試みとして、例えば、特開平１０−２５９２９６号公報では、チタン化合物を触媒としてポリエステルを重合した後にリン系化合物を添加する方法が開示されている。しかし、重合後のポリマーに添加剤を効果的に混ぜ込むことは技術的に困難であるばかりでなく、コストアップにもつながり実用化されていないのが現状である。
【０００９】アルミニウム化合物は一般に触媒活性に劣ることが知られている。アルミニウム化合物の中でも、アルミニウムのキレート化合物は他のアルミニウム化合物に比べて重縮合触媒として高い触媒活性を有することが報告されているが、上述のアンチモン化合物やチタン化合物と比べると十分な触媒活性を有しているとは言えず、しかもアルミニウム化合物を触媒として用いて長時間を要して重合したポリエステルは熱安定性に劣るという問題点があった。
【００１０】上記の触媒活性および熱安定性を改善するために、アルミニウム化合物にアルカリ金属化合物をポリエステル重合触媒とする方法が開示されている。しかしながら、このアルカリ金属化合物を併用した触媒は、実用的な触媒活性を得ようとすると、それらの添加量を多くすることが必要である。その結果、得られたポリエステル重合体中のアルカリ金属化合物に起因して、少なくとも以下のいずれかの問題を生じる。
【００１１】１）異物量が多くなり、繊維に使用したときには製糸性や糸物性が、またフィルムに使用したときはフィルム欠点などが悪化する。
２）ポリエステル重合体の耐加水分解性が低下し、また異物発生により透明性が低下する。
３）ポリエステル重合体の色調の不良、即ち重合体が黄色く着色する現象が発生し、フィルム等に使用したときに、成形品の色調が悪化するという問題が発生する。
４）溶融して成形品を製造する際のフィルター圧が異物の目詰まりによって上昇し、生産性も低下する。
【００１２】アンチモン化合物以外で優れた触媒活性を有しかつ上記の問題を有しないポリエステルを与える触媒としては、ゲルマニウム化合物がすでに実用化されているが、この触媒は非常に高価であるという問題点や、重合中に反応系から外へ留出しやすいため反応系の触媒濃度が変化し重合の制御が困難になるという課題を有しており、触媒主成分として使用することには問題がある。
【００１３】また、ポリエステルの溶融成形時の熱劣化を抑制する方法として、ポリエステルから触媒を除去する方法も挙げられる。ポリエステルから触媒を除去する方法としては、例えば特開平１０−２５１３９４号公報には、酸性物質の存在下にポリエステル樹脂と超臨界流体である抽出剤とを接触させる方法が開示されている。しかし、このような超臨界流体を用いる方法は技術的に困難である上に製品のコストアップにもつながるので好ましくない。
【００１４】以上のような技術背景より、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物を触媒の主成分とせず、かつ溶融成形時に熱劣化をほとんど起こさず、良好な色調を有するＰＥＴが望まれている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記従来の問題点を解決することにあり、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物を触媒の主成分とせず、熱安定性、色調、透明性に優れるＰＥＴを安価で生産性よく製造することができる連続重合方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の技術的要旨は、従来のアルミニウム化合物を重縮合触媒として用いて重合したＰＥＴの熱安定性を向上する目的で、重合時に各種酸化防止剤や安定剤の添加効果を検討したところ、アルミニウム及び／又はその化合物とフェノール系化合物及び／又はリン化合物との組み合わせ、リン化合物のアルミニウム塩、または前記化７であらわされる化合物によって、もともと触媒活性に劣るアルミニウム化合物が重合触媒として十分な活性をもつようになり、熱安定性、色調、透明性も良好なＰＥＴを得ることができることを見いだし、連続重合方法により安価で生産性よく製造することを可能にしたものである。
【００１７】すなわち、本発明は、アルミニウム及び／又はその化合物から選ばれる少なくとも１種を金属含有成分として含み、フェノール系化合物から選択される少なくとも一種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするＰＥＴの連続重合方法である。
【００１８】また、アルミニウム及び／又はその化合物から選ばれる少なくとも１種を金属含有成分として含み、リン化合物から選択される少なくとも一種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするＰＥＴの連続重合方法である。
【００１９】また、リン化合物のアルミニウム塩から選択される少なくとも一種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするＰＥＴの連続重合方法である。
【００２０】さらに、前記化７で表される化合物から選択される少なくとも１種を含有する重縮合触媒を用いて製造することを特徴とするＰＥＴの連続重合方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明において、ＰＥＴを連続重合する際に使用する重縮合触媒は、アルミニウム及び／又はその化合物とフェノール系化合物を含有する触媒、アルミニウム及び／又はその化合物とリン化合物を含有する触媒、リン化合物のアルミニウム塩を含有する触媒、または前記化７で表わされる化合物から選択される少なくとも１種を含有する触媒である。
【００２２】前記アルミニウム及び／又はアルミニウム化合物として、金属アルミニウムのほか、公知のアルミニウム化合物を限定なく使用することができる。
【００２３】アルミニウム化合物としては、具体的には、ギ酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩基性酢酸アルミニウム、プロピオン酸アルミニウム、蓚酸アルミニウム、アクリル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、安息香酸アルミニウム、トリクロロ酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム、サリチル酸アルミニウムなどのカルボン酸塩、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、炭酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、ホスホン酸アルミニウムなどの無機酸塩、アルミニウムメトキサイド、アルミニウムエトキサイド、アルミニウムn-プロポキサイド、アルミニウムiso-プロポキサイド、アルミニウムn-ブトキサイド、アルミニウムｔ−ブトキサイドなどアルミニウムアルコキサイド、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテートジiso-プロポキサイドなどのアルミニウムキレート化合物、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物およびこれらの部分加水分解物、酸化アルミニウムなどが挙げられる。これらのうちカルボン酸塩、無機酸塩およびキレート化合物が好ましく、これらの中でもさらに酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウムおよびアルミニウムアセチルアセトネートが特に好ましい。
【００２４】前記アルミニウム及び／又はアルミニウム化合物の使用量としては、得られるＰＥＴにおけるジカルボン酸や多価カルボン酸などの全カルボン酸成分のモル数に対して０．００１〜０．０５モル％が好ましく、さらに好ましくは、０．００５〜０．０２モル％である。使用量が０．００１モル％未満であると触媒活性が十分に発揮されない場合があり、使用量が０．０５モル％以上になると、熱安定性や熱酸化安定性の低下、アルミニウムに起因する異物の発生や着色の増加が問題になる場合が発生する。この様にアルミニウム成分の添加量が少なくても本発明の重合触媒は十分な触媒活性を示す点に大きな特徴を有する。その結果、熱安定性や熱酸化安定性が優れ、アルミニウムに起因する異物や着色を低減することができる。
【００２５】前記重縮合触媒を構成するフェノール系化合物としては、フェノール構造を有する化合物であれば特に限定はされないが、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4- メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4- エチルフェノール、2,6-ジシクロヘキシル-4- メチルフェノール、2,6-ジイソプロピル-4- エチルフェノール、2,6-ジ-tert-アミル-4- メチルフェノール、2,6-ジ-tert-オクチル-4-n- プロピルフェノール、2,6-ジシクロヘキシル-4-n- オクチルフェノール、2-イソプロピル-4-メチル-6-tert-ブチルフェノール、2-tert- ブチル-2- エチル-6-tert-オクチルフェノール、2-イソブチル-4- エチル-6-tert-ヘキシルフェノール、2-シクロヘキシル-4-n- ブチル-6- イソプロピルフェノール、1,1,1-トリス(4- ヒドロキシフェニル) エタン、1,1,3-トリス（2-メチル-4- ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル）ブタン、トリエチレングリコール−ビス［3-（3-tert- ブチル-5- メチル-4- ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、1,6-ヘキサンジオール−ビス［3-（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、2,2-チオジエチレンビス［3-（3,5-ジ-tert-ブチル-4,4- ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、N,N'- ヘキサメチレンビス（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシ- ヒドロシンナミド）、1,3,5-トリス（2,6-ジメチル-3- ヒドロキシ-4-tert-ブチルベンジル）イソシアヌレート、1,3,5-トリス（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、1,3,5-トリス［（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシエチル］イソシアヌレート、トリス（４-tert-ブチル−2,6-ジメチル-3- ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、2,4-ビス（ｎ−オクチルチオ）-6- （4-ヒドロキシ-3,5- ジ-tert-ブチルアニリノ）-1,3,5- トリアジン、テトラキス［メチレン（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシ）ヒドロシンナメート］メタン、ビス［（3,3-ビス（3-tert- ブチル-4- ヒドロキシフェニル）ブチリックアシッド）グリコールエステル、N,N'- ビス［3-（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン、2,2'- オギザミドビス［エチル-3- （3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ビス［2-tert- ブチル-4- メチル-6- （3-tert- ブチル-5- メチル−2-ヒドロキシベンジル）フェニル］テレフタレート、1,3,5-トリメチル-2,4,6- トリス（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシベンジル）ベンゼン、3,9-ビス［1,1-ジメチル2-｛β- （3-tert- ブチル-4- ヒドロキシ-5- メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝エチル］-2,4,8,10-テトラオキサスピロ［5,5 ］ウンデカン、2,2-ビス［4-（2-（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシシンナモイルオキシ））エトキシフェニル］プロパン、β- （3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル）プロピオン酸アルキルエステル、テトラキス-[メチル-3-(3',5'-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオネート] メタン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオネート、1,1,3-トリス(2- メチル-4- ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル) ブタン、チオジエチレンービス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオネート] 、エチレンビス（オキシエチレン）ビス[3-(5-tert- ブチル-4- ヒドロキシ-m- トリル)プロピオネート] 、ヘキサメチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオネート、トリエチレングリコール- ビス-[-3-(3'-tert-ブチル-4- ヒドロキシ-5- メチルフェニル)]プロピオネート、1,1,3-トリス[2- メチル-4-[3-(3,5- ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオニルオキシ]-5-tert- ブチルフェニル] ブタンなどを挙げることができる。
【００２６】これらは、同時に二種以上を併用することもできる。これらのうち、1,3,5-トリメチル-2,4,6- トリス（3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス-[メチル-3-(3',5'-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオネート] メタン、チオジエチレンービス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオネート] が好ましい。
【００２７】これらのフェノール系化合物をＰＥＴの重合時に添加することによって、アルミニウム化合物の触媒活性が向上するとともに、ＰＥＴの熱安定性も向上する。
【００２８】前記フェノール系化合物の使用量としては、得られるＰＥＴにおけるジカルボン酸や多価カルボン酸などの全カルボン酸成分のモル数に対して5 ×10-5〜１モル％が好ましく、更に好ましくは1 ×10-4〜0.5 モル％である。また、本発明では、フェノール系化合物にさらにリン化合物をともに用いても良い。
【００２９】前記重縮合触媒を構成するリン化合物としては特に限定はされないが、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物からなる群より選ばれる一種または二種以上の化合物を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらの中でも、一種または二種以上のホスホン酸系化合物を用いると触媒活性の向上効果が特に大きく好ましい。
【００３０】前記のホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物とは、それぞれ下記化８〜化１３、【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
で表される構造を有する化合物のことである。
【００３１】前記のホスホン酸系化合物としては、例えば、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジフェニル、ベンジルホスホン酸ジメチル、ベンジルホスホン酸ジエチルなどが挙げられる。
【００３２】前記のホスフィン酸系化合物としては、例えば、ジフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸メチル、ジフェニルホスフィン酸フェニル、フェニルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸メチル、フェニルホスフィン酸フェニルなどが挙げられる。
【００３３】前記のホスフィンオキサイド系化合物としては、例えば、ジフェニルホスフィンオキサイド、メチルジフェニルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。
【００３４】ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物の中では、リン化合物としては、下記化１４〜化１９、【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
で表される化合物を用いることが好ましい。
【００３５】前記のリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると、触媒活性の向上効果が大きくより好ましい。
【００３６】また、前記の重縮合触媒を構成するリン化合物としては、下記化一般式化２０〜化２２で表される化合物を用いると、特に触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００３７】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
（化２０〜化２２中、Ｒ1 、Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ2 、Ｒ3 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ただし、炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００３８】前記の重縮合触媒を構成するリン化合物としては、上記化２０〜化２２中、Ｒ1 、Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 が芳香環構造を有する基である化合物が特に好ましい。
【００３９】前記の重縮合触媒を構成するリン化合物としては、例えば、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジフェニル、ベンジルホスホン酸ジメチル、ベンジルホスホン酸ジエチル、ジフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸メチル、ジフェニルホスフィン酸フェニル、フェニルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸メチル、フェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィンオキサイド、メチルジフェニルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。これらのうちで、フェニルホスホン酸ジメチル、ベンジルホスホン酸ジエチルが特に好ましい。
【００４０】前記のリン化合物の使用量としては、得られるＰＥＴのジカルボン酸や多価カルボン酸などの全カルボン酸成分のモル数に対して5 ×10-5〜１モル％が好ましく、更に好ましくは1 ×10-4〜0.5 モル％である。
【００４１】前記の重縮合触媒を構成するフェノール部を同一分子内に有するリン化合物としては、フェノール構造を有するリン化合物であれば特に限定はされないが、フェノール部を同一分子内に有する、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物からなる群より選ばれる一種または二種以上の化合物を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらの中でも、一種または二種以上のフェノール部を同一分子内に有するホスホン酸系化合物を用いると触媒活性の向上効果が特に大きく好ましい。
【００４２】また、前記の重縮合触媒を構成するフェノール部を同一分子内に有するリン化合物としては、下記一般式化２３〜化２５で表される化合物などが挙げられる。これらのうちで、下記式を用いると特に触媒活性が向上するため好ましい。
【００４３】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
（化２３〜化２５中、Ｒ1 はフェノール部を含む炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基などの置換基およびフェノール部を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基などの置換基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ2 、Ｒ3 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基などの置換基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ただし、炭化水素基は分岐構造やシクロヘキシル等の脂環構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。Ｒ2 とＲ4 の末端どうしは結合していてもよい。）。
【００４４】前記のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物としては、例えば、ｐ−ヒドロキシフェニルホスホン酸、ｐ−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジメチル、ｐ−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジエチル、ｐ−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジフェニル、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ホスフィン酸、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ホスフィン酸メチル、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ホスフィン酸フェニル、ｐ−ヒドロキシフェニルフェニルホスフィン酸、ｐ−ヒドロキシフェニルフェニルホスフィン酸メチル、ｐ−ヒドロキシフェニルフェニルホスフィン酸フェニル、ｐ−ヒドロキシフェニルホスフィン酸、ｐ−ヒドロキシフェニルホスフィン酸メチル、ｐ−ヒドロキシフェニルホスフィン酸フェニル、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ホスフィンオキサイド、トリス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ホスフィンオキサイド、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）メチルホスフィンオキサイド、および下記化２６〜化２９で表される化合物などが挙げられる。これらのうちで、下記化２８で表される化合物およびｐ−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジメチルが特に好ましい。
【００４５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
上記化２８にて示される化合物としては、例えばSANKO-220 （三光株式会社製）が使用可能である。
【００４６】これらのフェノール部を同一分子内に有するリン化合物をＰＥＴの重合時に添加することによってアルミニウム化合物の触媒活性が向上するとともに、ＰＥＴの熱安定性も向上する。
【００４７】前記のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物の使用量としては、得られるＰＥＴにおけるジカルボン酸や多価カルボン酸などの全カルボン酸成分のモル数に対して5 ×10-5〜１モル％が好ましく、更に好ましくは1 ×10-4〜0.5 モル％である。
【００４８】また、前記のリン化合物として、リンの金属塩化合物を用いることが好ましい。前記のリンの金属塩化合物とは、リン化合物の金属塩であれば特に限定はされないが、ホスホン酸系化合物の金属塩を用いると、触媒活性の向上効果が大きく好ましい。リン化合物の金属塩としては、モノ金属塩、ジ金属塩、トリ金属塩などが含まれる。
【００４９】また、上記のリン化合物の中でも、金属塩の金属部分が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎから選択されたものを用いると、触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらのうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇが特に好ましい。
【００５０】前記のリンの金属塩化合物として、下記一般式化３０で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いると、触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００５１】
【化３０】
（化３０中、Ｒ1 は水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ2 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｌは１以上の整数、ｍは０または１以上の整数を表し、（ｌ＋ｍ）は４以下である。Ｍは（ｌ＋ｍ）価の金属カチオンを表す。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００５２】上記のＲ1 としては、例えば、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、９−アンスリル、４−ビフェニル、２−ビフェニルなどが挙げられる。上記のＲ2 としては例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基などが挙げられる。Ｒ3 Ｏ- としては例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。
【００５３】上記一般式化３０で表される化合物の中でも、下記一般式化３１で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００５４】
【化３１】
（化３１中、Ｒ1 は水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｌは１以上の整数、ｍは０または１以上の整数を表し、（ｌ＋ｍ）は４以下である。Ｍは （ｌ＋ｍ）価の金属カチオンを表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００５５】上記のＲ1 としては、例えば、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、９−アンスリル、４−ビフェニル、２−ビフェニルなどが挙げられる。Ｒ3 Ｏ- としては例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。
【００５６】上記のリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００５７】上記化３１の中でも、Ｍが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎから選択されたものを用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらのうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇがとくに好ましい。
【００５８】前記のリンの金属塩化合物としては、リチウム［（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、ナトリウム［（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、カリウム［（２−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［（２−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、リチウム［ベンジルホスホン酸エチル］、ナトリウム［ベンジルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［ベンジルホスホン酸エチル］、ベリリウムビス［ベンジルホスホン酸エチル］、ストロンチウムビス［ベンジルホスホン酸エチル］、マンガンビス［ベンジルホスホン酸エチル］、ベンジルホスホン酸ナトリウム、マグネシウムビス［ベンジルホスホン酸］、ナトリウム［（９−アンスリル）メチルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［（９−アンスリル）メチルホスホン酸エチル］、ナトリウム［４−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［４−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、ナトリウム［４−クロロベンジルホスホン酸フェニル］、マグネシウムビス［４−クロロベンジルホスホン酸エチル］、ナトリウム［４−アミノベンジルホスホン酸メチル］、マグネシウムビス［４−アミノベンジルホスホン酸メチル］、フェニルホスホン酸ナトリウム、マグネシウムビス［フェニルホスホン酸エチル］、亜鉛ビス［フェニルホスホン酸エチル］などが挙げられる。
【００５９】これらの中で、リチウム［（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、ナトリウム［（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル］、リチウム［ベンジルホスホン酸エチル］、ナトリウム［ベンジルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［ベンジルホスホン酸エチル］、ベンジルホスホン酸ナトリウム、マグネシウムビス［ベンジルホスホン酸］が特に好ましい。
【００６０】前記の重縮合触媒を構成する別の好ましいリン化合物であるリンの金属塩化合物は、下記一般式化３２で表される化合物から選択される少なくとも一種からなるものである。
【００６１】
【化３２】
（化３２中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜３０の炭化水素基を表す。Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ4 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ4 Ｏ- としては例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。ｌは１以上の整数、ｍは０または１以上の整数を表し、（ｌ＋ｍ）は４以下である。Ｍは（ｌ＋ｍ）価の金属カチオンを表す。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００６２】これらの中でも、下記一般式化３３で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００６３】
【化３３】
（化３３中、Ｍn+はｎ価の金属カチオンを表す。ｎは１、２、３または４を表す。）。
【００６４】上記化３２または化３３の中でも、Ｍが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎから選択されたものを用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらのうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇが特に好ましい。
【００６５】前記の特定のリンの金属塩化合物としては、リチウム［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、ナトリウム［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、ナトリウム［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸］、カリウム［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸］、ベリリウムビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸メチル］、ストロンチウムビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、バリウムビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸フェニル］、マンガンビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、ニッケルビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、銅ビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、亜鉛ビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］などが挙げられる。これらの中で、リチウム［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、ナトリウム［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］、マグネシウムビス［3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル］が特に好ましい。
【００６６】本発明で用いる重縮合触媒の別の実施形態は、リン化合物のアルミニウム塩から選択される少なくとも一種を含むことを特徴とするポリエステル重合触媒である。リン化合物のアルミニウム塩に他のアルミニウム化合物やリン化合物やフェノール系化合物などを組み合わせて使用しても良い。
【００６７】前記の重縮合触媒を構成する好ましい成分であるリン化合物のアルミニウム塩とは、アルミニウム部を有するリン化合物であれば特に限定はされないが、ホスホン酸系化合物のアルミニウム塩を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。リン化合物のアルミニウム塩としては、モノアルミニウム塩、ジアルミニウム塩、トリアルミニウム塩などが含まれる。
【００６８】上記リン化合物のアルミニウム塩の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００６９】上記の重合触媒を構成するリン化合物のアルミニウム塩としては、下記一般式化３４で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００７０】
【化３４】
（化３４中、Ｒ1 は水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ2 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｌは１以上の整数、ｍは０または１以上の整数を表し、（ｌ＋ｍ）は３である。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００７１】上記のＲ1 としては、例えば、フェニル、１―ナフチル、２―ナフチル、９−アンスリル、４−ビフェニル、２−ビフェニルなどが挙げられる。上記のＲ2 としては例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基などが挙げられる。上記のＲ3 Ｏ- としては例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、エチレングリコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。
【００７２】前記のリン化合物のアルミニウム塩としては、（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、（１−ナフチル）メチルホスホン酸のアルミニウム塩、（２−ナフチル）メチルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、ベンジルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、ベンジルホスホン酸のアルミニウム塩、（９−アンスリル）メチルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、４−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、２−メチルベンジルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、４−クロロベンジルホスホン酸フェニルのアルミニウム塩、４−アミノベンジルホスホン酸メチルのアルミニウム塩、４−メトキシベンジルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、フェニルホスホン酸エチルのアルミニウム塩などが挙げられる。
【００７３】これらの中で、（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、ベンジルホスホン酸エチルのアルミニウム塩が特に好ましい。
【００７４】また、本発明で使用する重縮合触媒の別の実施形態は、下記一般式化３５で表されるリン化合物のアルミニウム塩から選択される少なくとも一種からなるポリエステル重合触媒である。リン化合物のアルミニウム塩に、他のアルミニウム化合物やリン化合物やフェノール系化合物などを組み合わせて使用しても良い。
【００７５】
【化３５】
（化３５中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜３０の炭化水素基を表す。Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ4 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｌは１以上の整数、ｍは０または１以上の整数を表し、（ｌ＋ｍ）は３である。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００７６】これらの中でも、下記一般式化３６で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００７７】
【化３６】
（化３６中、Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ4 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｌは１以上の整数、ｍは０または１以上の整数を表し、（ｌ＋ｍ）は３である。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００７８】上記のＲ3 としては、例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基などが挙げられる。上記のＲ4 Ｏ- としては、例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、エチレングリコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。
【００７９】前記のリン化合物のアルミニウム塩としては、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸メチルのアルミニウム塩、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸イソプロピルのアルミニウム塩、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸フェニルのアルミニウム塩、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸のアルミニウム塩などが挙げられる。
【００８０】これらの中で、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチルのアルミニウム塩、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸メチルのアルミニウム塩が特に好ましい。
【００８１】また、前記リン化合物としてＰ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有するリン化合物を用いることが好ましい。Ｐ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有するリン化合物とは、分子内にＰ−ＯＨを少なくとも一つ有するリン化合物であれば特に限定はされない。これらのリン化合物の中でも、Ｐ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有するホスホン酸系化合物を用いると、触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００８２】上記のリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００８３】前記の重縮合触媒を構成するＰ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有するリン化合物として、下記一般式化３７で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いると、触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００８４】
【化３７】
（化３７中、Ｒ1 は水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。Ｒ2 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００８５】上記のＲ1 としては、例えば、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、９−アンスリル、４−ビフェニル、２−ビフェニルなどが挙げられる。上記のＲ2 としては例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基などが挙げられる。
【００８６】上記のリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
【００８７】Ｐ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有するリン化合物としては、（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル、（１−ナフチル）メチルホスホン酸、（２−ナフチル）メチルホスホン酸エチル、ベンジルホスホン酸エチル、ベンジルホスホン酸、（９−アンスリル）メチルホスホン酸エチル、４−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、２−メチルベンジルホスホン酸エチル、４−クロロベンジルホスホン酸フェニル、４−アミノベンジルホスホン酸メチル、４−メトキシベンジルホスホン酸エチルなどが挙げられる。これらの中で、（１−ナフチル）メチルホスホン酸エチル、ベンジルホスホン酸エチルが特に好ましい。
【００８８】また、好ましいリン化合物としては、Ｐ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有する特定のリン化合物が挙げられる。重縮合触媒を構成する好ましいリン化合物であるＰ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有する特定のリン化合物とは、下記一般式化３８で表される化合物から選択される少なくとも一種の化合物のことを意味する。
【００８９】
【化３８】
（化３８中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜３０の炭化水素基を表す。Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００９０】これらの中でも、下記一般式化３９で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００９１】
【化３９】
（化３９中、Ｒ3 は、水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００９２】上記のＲ3 としては、例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基などが挙げられる。
【００９３】前記のＰ−ＯＨ結合を少なくとも一つ有する特定のリン化合物としては、3,5−ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸メチル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸イソプロピル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸フェニル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸オクタデシル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸などが挙げられる。これらの中で、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸メチルが特に好ましい。
【００９４】好ましいリン化合物としては、化学式化４０であらわされるリン化合物が挙げられる。
【００９５】
【化４０】
（化４０中、Ｒ1 は炭素数１〜４９の炭化水素基、または水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数１〜４９の炭化水素基を表し、Ｒ2 、Ｒ3 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。炭化水素基は脂環構造や分岐構造や芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【００９６】また、更に好ましくは、化学式化４０中のＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の少なくとも一つが芳香環構造を含む化合物である。
【００９７】前記リン化合物の具体例は、以下の化学式化４１〜化４６、【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
で示される。
【００９８】また、前記リン化合物は、分子量が大きいものの方が重合時に留去されにくいためより好ましい。
【００９９】重縮合触媒として使用することが好ましい別のリン化合物は、下記一般式化４７で表される化合物から選ばれる少なくとも一種のリン化合物である。
【０１００】
【化４７】
（化４７中、Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜３０の炭化水素基を表す。Ｒ3 、Ｒ4 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。ｎは１以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【０１０１】上記化４７の中でも、下記一般式化４８で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いると触媒活性の向上効果が高く好ましい。
【０１０２】
【化４８】
（化４８中、Ｒ3 、Ｒ4 はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜５０の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数１〜５０の炭化水素基を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。）。
【０１０３】上記のＲ3 、Ｒ4 としては例えば、水素、メチル基、ブチル基等の短鎖の脂肪族基、オクタデシル等の長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基等の芳香族基、−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨで表される基などが挙げられる。
【０１０４】前記の特定のリン化合物としては、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸ジイソプロピル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸ジ−ｎ−ブチル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸ジオクタデシル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸ジフェニルなどが挙げられる。
【０１０５】これらの中で、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸ジオクタデシル、3,5 −ジ−tert−ブチル−4 −ヒドロキシベンジルホスホン酸ジフェニルが特に好ましい。
【０１０６】重縮合触媒として使用することが好ましい別のリン化合物は、化学式化４９、化学式化５０で表される化合物から選ばれる少なくとも一種のリン化合物である。
【０１０７】
【化４９】
【化５０】
上記の化学式化４９で示される化合物としては、Irganox 1222（チバ・スペシャルティーケミカルズ社製）が市販されている。また、化学式化５０で示される化合物としては、Irganox 1425（チバ・スペシャルティーケミカルズ社製）が市販されている。
【０１０８】すなわち、前記のリン化合物を併用することにより、ポリエステル重合触媒中のアルミニウムとしての添加量が少量でも十分な触媒効果を発揮することができる。
【０１０９】前記のリン化合物の使用量は、ポリエステルを構成するジカルボン酸成分の全構成ユニットのモル数に対して、0.0001〜0.1 モル％が好ましく、0.005 〜0.05モル％であることがさらに好ましい。リン化合物の添加量が0.0001モル％未満の場合には添加効果が発揮されない場合がある。一方、0.1 モル％を超えて添加すると、逆にポリエステル重合触媒としての触媒活性が低下する場合がある。また、その低下の傾向は、アルミニウムの使用量等により変化する。
【０１１０】リン化合物を使用せず、アルミニウム化合物を主たる触媒成分とし、アルミニウム化合物の使用量を低減し、さらにコバルト化合物を添加することにより、アルミニウム化合物を主触媒とした場合の熱安定性の低下による着色を防止することが検討されているが、コバルト化合物を十分な触媒活性を有する程度に添加するとやはり熱安定性が低下する。従って、この技術では両者を両立することは困難である。
【０１１１】前記の特定の化学構造を有するリン化合物の使用により、熱安定性の低下、異物発生等の問題を起こさず、しかも金属含有成分のアルミニウムとしての添加量が少量でも十分な触媒効果を有する重縮合触媒が得られ、この重縮合触媒により重合したＰＥＴを使用することにより、溶融成形後のＰＥＴの熱安定性が改善される。
【０１１２】また、前記リン化合物に代えてリン酸やトリメチルリン酸等のリン酸エステルを添加しても、前記添加効果は見られない。さらに、前記のリン化合物を前記好ましい添加量の範囲で、従来のアンチモン化合物、チタン化合物、スズ化合物、ゲルマニウム化合物等の金属含有ポリエステル重縮合触媒と組み合わせて使用しても、溶融重合反応を促進する効果は認められない。
【０１１３】一方、本発明においてアルミニウムもしくはその化合物に、さらに少量のアルカリ金属、アルカリ土類金属並びにその化合物から選択される少なくとも１種を第２金属含有成分として共存させることも好ましい態様である。かかる第２金属含有成分を触媒系に共存させることは、ジエチレングリコールの生成を抑制する効果に加えて触媒活性を高め、従って反応速度をより高めた触媒成分が得られ、生産性向上に有効である。
【０１１４】アルミニウム化合物にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加して十分な触媒活性を有する触媒とする技術は公知である。かかる公知の触媒を使用すると熱安定性に優れたポリエステルが得られるが、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を併用した公知の触媒は、実用的な触媒活性を得ようとすると、触媒添加量を多く必要がある。
【０１１５】アルカリ金属化合物を併用した場合、それに起因する異物量が多くなる傾向がある。また、アルカリ土類金属化合物を併用した場合には、実用的な活性を得ようとすると、得られたＰＥＴの熱安定性や熱酸化安定性が低下し、加熱による着色が大きく、異物の発生量も多くなる。
【０１１６】アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を添加する場合、その使用量Ｍ（モル％）は、ポリエステルを構成する全ポリカルボン酸ユニットのモル数に対して、１×１０-6以上０．１モル％未満とすることが好ましく、より好ましくは５×１０-6〜０．０５モル％であり、さらに好ましくは１×１０-5〜０．０３モル％であり、特に好ましくは、１×１０-5〜０．０１モル％である。
【０１１７】すなわち、アルカリ金属やアルカリ土類金属の添加量が少量であるため、熱安定性低下、異物の発生、着色等の問題を発生させることなく、反応速度を高めることが可能である。また、耐加水分解性の低下等の問題を発生させることもない。
【０１１８】アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物の使用量Ｍが０．１モル％以上になると、熱安定性の低下、異物発生や着色の増加、耐加水分解性の低下等が製品加工上問題となる場合が発生する。Ｍが１×１０-6モル％未満では、添加してもその効果が明確ではない。
【０１１９】前記アルミニウムもしくはその化合物に加えて使用することが好ましい第２金属含有成分を構成するアルカリ金属、アルカリ土類金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選択される少なくとも１種であることが好ましく、アルカリ金属ないしその化合物の使用がより好ましい。
【０１２０】アルカリ金属ないしその化合物を使用する場合、アルカリ金属としては、特にＬｉ、Ｎａ、Ｋが好ましい。アルカリ金属やアルカリ土類金属の化合物としては、例えば、これら金属のギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、蓚酸などの飽和脂肪族カルボン酸塩、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和脂肪族カルボン酸塩、安息香酸などの芳香族カルボン酸塩、トリクロロ酢酸などのハロゲン含有カルボン酸塩、乳酸、クエン酸、サリチル酸などのヒドロキシカルボン酸塩、炭酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホスホン酸、炭酸水素、リン酸水素、硫化水素、亜硫酸、チオ硫酸、塩酸、臭化水素酸、塩素酸、臭素酸などの無機酸塩、１−プロパンスルホン酸、１−ペンタンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などの有機スルホン酸塩、ラウリル硫酸などの有機硫酸塩、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｉｓｏ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシなどのアルコキサイド、アセチルアセトネートなどとのキレート化合物、水素化物、酸化物、水酸化物などが挙げられる。
【０１２１】これらのアルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらの化合物のうち、水酸化物等のアルカリ性の強いものを用いる場合、これらはエチレングリコール等のジオールもしくはアルコール等の有機溶媒に溶解しにくい傾向があるため、水溶液で重合系に添加しなければならず重合工程上問題となる場合が有る。
【０１２２】さらに、水酸化物等のアルカリ性の強いものを用いた場合、重合時にポリエステルが加水分解等の副反応を受けやすくなるとともに、重合したポリエステルは着色しやすくなる傾向があり、耐加水分解性も低下する傾向がある。
【０１２３】従って、前記のアルカリ金属またはその化合物、アルカリ土類金属またはその化合物として好適なものは、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の飽和脂肪族カルボン酸塩、不飽和脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン塩、ハロゲン含有カルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩、硫酸、硝酸、リン酸、ホスホン酸、リン酸水素、硫化水素、亜硫酸、チオ硫酸、塩酸、臭化水素酸、塩素酸、臭素酸から選ばれる無機酸塩、有機スルホン酸塩、有機硫酸塩、キレート化合物、および酸化物である。これらの中でもさらに、取り扱い易さや入手のし易さ等の観点から、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の飽和脂肪族カルボン酸塩、特に酢酸塩の使用が好ましい。
【０１２４】本発明の連続重合方法で製造するＰＥＴには、さらに、コバルト化合物をコバルト原子としてＰＥＴに対して１０ｐｐｍ未満の量で添加することが好ましい態様である。
【０１２５】コバルト化合物はそれ自体ある程度の重合活性を有していることは知られている。しかしながら、前記のように十分な触媒効果を発揮する程度に添加すると、得られるＰＥＴの色調の低下や熱安定性の低下が起こる。
【０１２６】本発明の連続重合方法で製造されるＰＥＴは、色調及び熱安定性が良好であるが、コバルト化合物を上記のような少量で、かつ添加による触媒効果が明確でないような添加量にて添加することにより、色調の低下を起こすことなく、着色をさらに効果的に消すことができる。
【０１２７】前記コバルト化合物の添加する目的は、着色を消すことにあり、添加時期は重合工程のどの段階であってもよく、重合反応終了後であってもかまわない。
【０１２８】コバルト化合物の種類に特に限定はないが、例えば、酢酸コバルト、硝酸コバルト、塩化コバルト、コバルトアセチルアセトネート、ナフテン酸コバルトおよびそれらの水和物等が挙げられる。その中でも、特に酢酸コバルト四水塩が好ましい。
【０１２９】コバルト化合物の添加量は、最終的に得られるＰＥＴに対して、アルミニウム原子とコバルト原子の合計量が５０ｐｐｍ以下で、かつコバルト原子の量は１０ｐｐｍ未満とすることが好ましい。より好ましくは、アルミニウム原子とコバルト原子の合計量が４０ｐｐｍ以下で、かつコバルト原子の量は８ｐｐｍ以下、さらに好ましくはアルミニウム原子とコバルト原子の合計量が２５ｐｐｍ以下で、かつコバルト原子は５ｐｐｍ以下である。
【０１３０】ＰＥＴの熱安定性の点から、アルミニウム原子とコバルト原子の合計量が５０ｐｐｍより少ないこと、コバルト原子の量が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、十分な触媒活性を有するためには、アルミニウム原子とコバルト原子の合計量が０．０１ｐｐｍより多いことが好ましい。
【０１３１】本発明で用いられるＰＥＴの連続重合方法は、従来公知の製造方法によって製造することが出来る。即ち、テレフタル酸及びエチレングリコ−ルを直接反応させて水を留去しエステル化した後、減圧下に重縮合を行う直接エステル化法、または、テレフタル酸ジメチル及びエチレングリコ−ルを反応させてメチルアルコ−ルを留去しエステル交換させた後、減圧下に重縮合を行うエステル交換法により製造される。
【０１３２】前記溶融重縮合反応は１段階で行っても良いし、また多段階に分けて行っても良い。固相重合反応は、回分式装置や連続式装置で行うことが出来る。溶融重縮合と固相重合は連続で行っても良いし、分割して行ってもよい。
【０１３３】以下に、ＰＥＴの好ましい連続重合方法の一例について説明する。
【０１３４】まず、エステル化反応により低重合体を製造する場合について説明する。テレフタル酸またはそのエステル誘導体１モルに対して１．０２〜１．５モル、好ましくは１．０３〜１．４モルのエチレングリコ−ルが含まれたスラリ−を調整し、これをエステル化反応工程に連続的に供給する。
【０１３５】エステル化反応は、少なくとも２個のエステル化反応器を直列に連結した多段式装置を用いてエチレングリコ−ルが還流する条件下で、反応によって生成した水またはアルコ−ルを精留塔で系外に除去しながら実施する。
【０１３６】第１段目のエステル化反応の温度は２４０〜２７０℃、好ましくは２４５〜２６５℃、圧力は０．２〜３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、好ましくは０．５〜２ｋｇ／ｃｍ2Ｇである。最終段目のエステル化反応の温度は通常２５０〜２８０℃好ましくは２５５〜２７５℃であり、圧力は通常０〜１．５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、好ましくは０〜１．３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇである。３段階以上で実施する場合には、中間段階のエステル化反応の反応条件は、上記第１段目の反応条件と最終段目の反応条件との間の条件である。
【０１３７】前記の多段階のエステル化反応におけるエステル化反応率の上昇は、それぞれの段階で滑らかに分配されることが好ましい。最終的には、エステル化反応率が９０％以上、好ましくは９３％以上に達することが望ましい。これらのエステル化反応により、分子量５００〜５０００程度の低次縮合物が得られる。
【０１３８】上記エステル化反応は、原料としてテレフタル酸を用いるので、テレフタル酸の酸としての触媒作用により無触媒でも反応させることができるが、重縮合触媒の共存下に実施してもよい。
【０１３９】また、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などの第３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などの水酸化第４級アンモニウムおよび炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酢酸ナトリウムなどの塩基性化合物を少量添加すると、ＰＥＴの主鎖中のジオキシエチレンテレフタレ−ト成分単位の割合を比較的低水準（全ジオ−ル成分に対して５モル％以下）に保持できるので好ましい。
【０１４０】次に、エステル交換反応によって低重合体を製造する場合は、テレフタル酸ジメチル１モルに対して１．１〜１．６モル、好ましくは１．２〜１．５モルのエチレングリコ−ルが含まれた溶液を調整し、これをエステル交換反応工程に連続的に供給する。
【０１４１】エステル交換反応は、１〜２個のエステル交換反応器を直列に連結した装置を用いてエチレングリコ−ルが還留する条件下で、反応によって生成したメタノ−ルを精留塔で系外に除去しながら実施する。第１段目のエステル交換反応の温度は１８０〜２５０℃、好ましくは２００〜２４０℃である。最終段目のエステル交換反応の温度は通常２３０〜２７０℃、好ましくは２４０〜２６５℃であり、エステル交換触媒として、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃａ，Ｂａなどの脂肪酸塩、炭酸塩やＰｂ，Ｚｎ，Ｓｂ，Ｇｅ酸化物等を用いる。これらのエステル交換反応により分子量約２００〜５００程度の低次縮合物が得られる。
【０１４２】次いで、得られた低次縮合物は多段階の液相縮重合工程に供給される。重縮合反応条件は、第１段階目の重縮合の反応温度は２５０〜２９０℃、好ましくは２６０〜２８０℃であり、圧力は５００〜２０Ｔｏｒｒ、好ましくは２００〜３０Ｔｏｒｒで、最終段階の重縮合反応の温度は２６５〜３００℃、好ましくは２７５〜２９５℃であり、圧力は１０〜０．１Ｔｏｒｒ、好ましくは５〜０．５Ｔｏｒｒである。３段階以上で実施する場合には、中間段階の重縮合反応の反応条件は、上記第１段目の反応条件と最終段目の反応条件との間の条件である。これらの重縮合反応工程の各々において到達される極限粘度の上昇の度合は滑らかに分配されることが好ましい。
【０１４３】本発明において、ＰＥＴを製造する際に使用する触媒は、重縮合反応のみならずエステル化反応およびエステル交換反応にも触媒活性を有する。例えば、テレフタル酸ジメチルなどのジカルボン酸のアルキルエステルとエチレングリコールなどのグリコールとのエステル交換反応による重合は、通常チタン化合物や亜鉛化合物などのエステル交換触媒の存在下で行われるが、これらの触媒に代えて、もしくはこれらの触媒に共存させて本発明に記載の触媒を用いることもできる。また、本発明の連続重合方法によりＰＥＴを製造する際に使用される触媒は、溶融重合のみならず固相重合や溶液重合においても触媒活性を有しており、いずれの方法によってもＰＥＴを製造することが可能である。
【０１４４】本発明の連続重合方法によりＰＥＴを製造する際に使用される触媒は、重合反応の任意の段階で反応系に添加することができる。例えば、エステル化反応またはエステル交換反応の開始前、反応途中の任意の段階、もしくは重縮合反応の開始直前あるいは反応途中に、反応系へ添加することができる。特に、本発明で触媒として使用するアルミニウムないしその化合物は重縮合反応の開始直前に添加することが好ましい。
【０１４５】本発明において、ＰＥＴを製造する際に使用する重縮合触媒の添加方法は、粉末状ないしはニート状での添加であってもよいし、エチレングリコールなどの溶媒のスラリー状もしくは溶液状での添加であってもよく、特に限定されない。また、アルミニウム金属もしくはその化合物と他の成分、好ましくは本発明のリン化合物とを予め混合した混合物あるいは錯体として添加してもよいし、これらを別々に添加してもよい。またアルミニウム金属もしくはその化合物と他の成分、好ましくはリン化合物とを同じ添加時期に重合系に添加してもよく、それぞれの成分を別々の添加時期に添加してもよい。
【０１４６】本発明において、ＰＥＴを製造する際に使用する重縮合触媒は、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物などの他の重縮合触媒を、これらの成分の添加が前述のようなポリエステルの特性、加工性、色調等製品に問題を生じない添加量の範囲内において少量共存させて用いることは、重合時間の短縮による生産性を向上させる際に有効であり、好ましい。
【０１４７】ただし、アンチモン化合物は、重合して得られるＰＥＴに対してアンチモン原子として５０ｐｐｍ以下の量で添加可能である。より好ましい添加量は、３０ｐｐｍ以下である。アンチモンの添加量を５０ｐｐｍ以上にすると、金属アンチモンの析出が起こり、ＰＥＴに黒ずみや異物が発生するため好ましくない。
【０１４８】ゲルマニウム化合物は、重合して得られるＰＥＴに対してゲルマニウム原子として２０ｐｐｍ以下の量で添加可能である。より好ましい添加量は１０ｐｐｍ以下である。ゲルマニウムの添加量を２０ｐｐｍ以上にすると、コスト的に不利になるため好ましくない。
【０１４９】添加可能なアンチモン化合物としては、好適な化合物として三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酢酸アンチモン、アンチモングリコキサイドなどが挙げられ、特に三酸化アンチモンの使用が好ましい。また、ゲルマニウム化合物としては、二酸化ゲルマニウム、四塩化ゲルマニウムなどが挙げられ、特に二酸化ゲルマニウムが好ましい。
【０１５０】また、チタン化合物、スズ化合物などの他の重合触媒としては、テトラ−ｎ−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−ｎ−ブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラベンジルチタネートなどが挙げられ、特にテトラブチルチタネートの使用が好ましい。またスズ化合物としては、ジブチルスズオキサイド、メチルフェニルスズオキサイド、テトラエチルスズ、ヘキサエチルジスズオキサイド、トリエチルスズハイドロオキサイド、モノブチルヒドロキシスズオキサイド、トリイソブチルスズアセテート、ジフェニルスズジラウレート、モノブチルスズトリクロライド、ジブチルスズサルファイド、ジブチルヒドロキシスズオキサイド、メチルスタンノン酸、エチルスタンノン酸などが挙げられ、特にモノブチルヒドロキシスズオキサイドの使用が好ましい。
【０１５１】本発明でいうＰＥＴとは、酸成分がテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体であり、グリコール成分がエチレングリコールであるポリエステルである。
【０１５２】本発明の製造法にしたがってＰＥＴを連続重合した後に、このＰＥＴから触媒を除去するか、またはリン系化合物などの添加によって触媒を失活させることによって、ＰＥＴの熱安定性をさらに高めることができる。
【０１５３】本発明により得られるＰＥＴ中には、 本発明で用いるポリエステル中には、使用する目的に応じて、無機粒子、耐熱性高分子粒子、架橋高分子粒子などの不活性粒子、蛍光増白剤、紫外線防止剤、赤外線吸収色素、熱安定剤、界面活性剤、酸化防止剤などの各種添加剤を１種もしくは２種以上含有させることができる。酸化防止剤としては、芳香族アミン系、フェノール系などの酸化防止剤が使用可能であり、安定剤としては、リン酸やリン酸エステル系等のリン系、イオウ系、アミン系などの安定剤が使用可能である。
【０１５４】これらの添加剤は、ＰＥＴの重合時もしくは重合後、あるいはＰＥＴ成形体を成型する際の任意の段階で添加することが可能であり、どの段階が好適かは化合物の特性やＰＥＴ成形体の要求性能に応じてそれぞれ異なる。
【０１５５】本発明の方法にしたがってＰＥＴを重合した後に、該ＰＥＴから触媒を除去するか、又はリン系化合物などの添加によって触媒を失活させることによって、ＰＥＴの熱安定性をさらに高めることができる。
【０１５６】本発明の連続重合方法で得られたＰＥＴの極限粘度は０．５０〜１．３０ｄｌ／ｇが好ましく、より好ましくは０．５５〜１．１０ｄｌ／ｇ、特に好ましくは０．６０〜０．９０ｄｌ／ｇの範囲である。極限粘度が０．５０ｄｌ／ｇ未満では、得られた成形体等の機械的特性が悪い。また、１．３０ｄｌ／ｇを越える場合は、成型機等による溶融時に樹脂温度が高くなって熱分解が激しくなり、保香性に影響を及ぼす遊離の低分子量化合物が増加したり、成形体が黄色に着色する等の問題が起こる。
【０１５７】本発明の連続重合方法で得られたＰＥＴのチップの形状は、シリンダ−型、角型、球状または扁平な板状等の何れでもよく、その平均粒径は、通常１．５〜５ｍｍ、好ましくは１．６〜４．５ｍｍ、さらに好ましくは１．８〜４．０ｍｍの範囲である。例えば、シリンダ−型の場合は、長さは１．５〜４ｍｍ、径は１．５〜４ｍｍ程度であるのが実用的である。球状粒子の場合は、最大粒子径が平均粒子径の１．１〜２．０倍、最小粒子径が平均粒子径の０．７倍以上であるのが実用的である。また、チップの重量は１５〜３０ｍｇ／個の範囲が実用的である。
【０１５８】
【実施例】以下、本発明の構成と効果を実施例に基づいて説明するが、本発明は、もとよりこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１５９】（１）固有粘度（ＩＶ）
ＰＥＴチップをフェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタンの６／４（重量比）混合溶媒を使用して溶解し、温度３０℃にて測定した。
【０１６０】（２）ＰＥＴ中のＳｂ粒子の有無ＰＥＴチップ４０ｇをパラクロロフェノールとテトラクロロエタンの混合溶媒（重量比で７５／２５）で溶解し、親水性ポリテトラフルオロエチレン製の平均孔径０．１μｍのメンブレンフィルターで濾過した。このメンブレンフィルター上の残渣を真空乾燥したのち、走査型電子顕微鏡によりフィルターにトラップされた粒子を観察し、エネルギー分散型Ｘ線マイクロアナライザー（堀場製作所製、ＥＭＡＸ２７７０）によりＳｂ元素の有無を確認した。
【０１６１】実施例１予め反応物反応物を含有している第１エステル化反応器に、高純度テレフタル酸とエチレングリコールとのスラリーを2000kg/hで供給し、攪拌下、N2ガス流量1m3/h 、反応器内温度約250 ℃、反応器内圧力0.05MPa で反応器内平均滞留時間約３時間反応を行った。その結果、得られたオリゴマーの酸価は1660eq/tonであった。この反応物を第２エステル化反応器に移送し、攪拌下、反応器内温度約260 ℃、反応器内圧力0.005MPaで反応させ、酸価が650eq/ton であるオリゴマーを得た。塩化アルミニウムの２．５ｇ／Ｌのエチレングリコール溶液をポリエステル中の酸成分に対して０．０１５ｍｏｌ％、Ｉｒｇａｎｏｘ １４２５（チバ・スペシャルティーケミカルズ社製）の１０ｇ／Ｌのエチレングリコール溶液を酸成分に対して０．０２ｍｏｌ％を別々にこの第２エステル化反応器に連続的に供給した。このエステル化反応生成物を連続的に第１重縮合反応器に供給し、攪拌下、反応器内温度約２６５℃、反応器内圧力５０ｈＰａで、反応器内滞留時間約１時間で行った。
【０１６２】さらに、第２重縮合反応器では、１８ｒｐｍの速度で攪拌し、反応器内温度２７０℃、反応器内圧力１０ｈＰａで滞留時間約１時間の条件で反応させた。さらに、第３重縮合反応器では、１８ｒｐｍの速度で攪拌し、反応器内温度２７７℃、反応器内圧力０．５〜１．５ｈＰａで約１時間重縮合反応させた。得られたＰＥＴのＩＶは０．６５ｄｌ／ｇであり、重縮合触媒は実用的な重合活性を有するものであった。
【０１６３】得られたＰＥＴレジンの特性は、金属アンチモンの析出による異物もなく、透明性も良好で、黒ずみも見られなかった。
【０１６４】比較例１重縮合触媒として、三酸化アンチモンをＰＥＴ中の酸成分に対してアンチモン原子として０．０５ｍｏｌ％となるように添加した以外は実施例１と同様にして、固有粘度０．６５ｄｌ／ｇのＰＥＴを得た。なお、三酸化アンチモンは、市販の三酸化二アンチモン（ALDRICH 製、純度９９．９９９％）を使用し、これを約１０ｇ／ｌの濃度となるようにエチレングリコールに１５０℃で約１時間攪拌して溶解させた溶液を使用した。
【０１６５】得られたＰＥＴレジン中には金属アンチモンに起因する異物が観察され、実施例で得られたＰＥＴと比べ黒ずみが見られた。
【０１６６】
【発明の効果】本発明のＰＥＴの連続重合法は、熱安定性、色調、透明性に優れるＰＥＴを安価で生産性よく製造することができる。したがって、フィルム、ボトル、繊維など現在ＰＥＴが使用されている広い用途に使用することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１６０
【氏名又は名称】東洋紡績株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１３年２月２３日（２００１．２．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２２６６
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇生 （外４名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００２−２４９５５９（Ｐ２００２−２４９５５９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年９月６日（２００２．９．６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−４８３８７（Ｐ２００１−４８３８７） |
|