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【発明の名称】 ポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法
【発明者】 【氏名】春名 俊英

【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回分式重合方法を提供する。

【解決手段】テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒がアルミニウム及び/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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒がアルミニウム及び/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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【請求項2】 テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒がアルミニウム及び/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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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回分式重合方法。
【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】 テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒が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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【請求項12】 テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒が下記一般式化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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【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】 前記エステル化反応を、0〜0.5MPaの加圧下、温度140〜250℃で10〜200分間行うことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【請求項14】 前記エステル交換反応を、エステル交換触媒の存在下、常圧下、温度100〜250℃で80〜300分間行うことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【請求項15】 エステル化反応またはエステル交換反応を、1段階または2個以上からなる多段式反応容器を用いて行うことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【請求項16】 液相重縮合反応を、温度220〜300℃、真空度66500〜13.3Pa(500〜0.1Torr)で120〜300分間行うことを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【請求項17】 液相重縮合反応において、1段階または2個以上からなる多段式反応容器を用い、かつ第1段目〜中間段階の重縮合反応はエステル化反応又はエステル交換反応と同一反応容器であることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載のポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法。
【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の回分式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の回分式重合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する)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、主としてテレフタ−ル酸、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、PET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回分式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、回分式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、テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒がアルミニウム及び/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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法である。
【0018】また、テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒がアルミニウム及び/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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法である。
【0019】また、テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒が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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法である。
【0020】さらに、テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから、複数の反応容器を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応、及び液相重縮合反応によりポリエチレンテレフタレートを回分式で製造する方法であって、重縮合触媒が前記化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であることを特徴とするポリエチレンテレフタレートの回分式重合方法である。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明において、PETを回分式で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添加量としては、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。添加量が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、添加量が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添加量としては、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20〜22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添加量としては、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添加量としては、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- 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- 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- 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- 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- 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。)
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。
【0096】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。
【0097】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。
【0098】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。
【0099】
【化47】

(上記化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。)。
【0100】上記一般式化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。
【0101】
【化48】

(上記化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。)。
【0102】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。
【0103】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。
【0104】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。
【0105】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。
【0106】
【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。
【0107】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。
【0108】前記のリン化合物の添加量は、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、アルミニウムの添加量等により変化する。
【0109】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添加量を低減し、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。
【0110】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。
【0111】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。
【0112】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。
【0113】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、触媒添加量を多くする必要がある。
【0114】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。
【0115】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、その添加量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。
【0116】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。
【0117】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添加量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。
【0118】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。
【0119】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。
【0120】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。
【0121】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。
【0122】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。
【0123】本発明で使用するアルミニウムおよびその化合物からなる群より選ばれる1種以上を含む触媒は、該触媒を用いてポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略す)を重合する際、及び該触媒として用いて重合したPETが、下記パラメータの数値範囲を下記式(1)〜(6)のいずれか一つもしくは二つ以上を満たすことが好ましい。
【0124】(1)活性パラメータ(AP)<2T(上記式中、活性パラメータAPは、所定量の触媒を用いて275℃、13.3Pa(0.1Torr)の減圧度で固有粘度(IV)が0.65dl/gのポリエチレンテレフタレートを重合するのに要する時間(min)を示す。Tは、三酸化アンチモンを触媒として用いた場合のAP(min)を示す。ただし、三酸化アンチモンは、生成ポリエチレンテレフタレート中の酸成分に対してアンチモン原子として0.05mol%添加する。)
Tを測定する際には、純度99%以上の三酸化アンチモン、例えば、市販品のAntimony (III) oxide(ALDRICH CHEMICAL社製、純度99.999%)を使用する。
【0125】(2)熱安定性パラメータ(TS)<0.30(上記式中、TSは、溶融重合した固有粘度(IV)が約0.65dl/gのポリエチレンテレフタレート(PET)レジンチップ1gをガラス試験管に入れ、130℃で12時間真空乾燥した後、非流通窒素雰囲気下で300℃、2時間溶融状態に維持した後のIVから、下記計算式を用いて求められる。
TS=0.245×([IV]f2 -1.47−[IV]i -1.47
[IV]i および[IV]f2はそれぞれ上記溶融試験前と溶融試験後のIV(dl/g)を指す。)
なお、非流通窒素雰囲気とは、流通しない窒素雰囲気を意味し、例えば、レジンチップを入れたガラス試験管を真空ラインに接続し、減圧と窒素封入を5回以上繰り返した後に100Torrとなるように窒素を封入して封管した状態である。
【0126】(3)熱酸化安定性パラメータ(TOS)<0.10(上記式中、TOSは、溶融重合したIVが約0.65dl/gのPETレジンチップを冷凍粉砕して20メッシュ以下の粉末にし、それを130℃で12時間真空乾燥したもの0.3gをガラス試験管に入れ、70℃で12時間真空乾燥した後、シリカゲルで乾燥した空気下で230℃、15分間加熱した後のIVから、下記計算式を用いて求められる。
TOS=0.245{[IV]f1 -1.47 −[IV]i -1.47
[IV]i および[IV]f1はそれぞれ加熱試験前と加熱試験後のIV(dl/g)を指す。)
なお、シリカゲルで乾燥した空気下で加熱する方法としては、例えば、シリカゲルを入れた乾燥管をガラス試験管上部につけて乾燥した空気下で加熱する方法が使用できる。
【0127】(4)耐加水分解性パラメータ(HS)<0.10(HSは、溶融重合して得られる固有粘度が約0.65dl/gのPETのチップを冷凍粉砕して20メッシュ以下の粉末にし、それを130℃で12時間真空乾燥したもの1gを純水100mlと共にビーカーに入れ、密閉系にして130℃に加熱、加圧した条件下に6時間攪拌した後の固有粘度([IV]f2)から、次式により計算される数値である。
HS=0.245{[IV]f2 -1.47−[IV]i -1.47 })
[IV]i および[IV]f1はそれぞれ加熱試験前と加熱試験後のIV(dl/g)を指す。)
なお、HSの測定に使用するビーカーは、酸やアルカリの溶出のないものを使用する。具体的にはステンレスビーカー、石英ビーカーの使用が好ましい。
【0128】(5)カラーデルタb値パラメータ(Δb)<4.0(上記式中、Δbは所定の触媒を用いて溶融重合した固有粘度が約0.65dl/gのポリエチレンテレフタレート(PET)レジンチップを用い、色差計を使用して測定したハンターのb値から、三酸化アンチモンを触媒として用いた場合のb値を引いた値を示す。ただし、三酸化アンチモンは生成ポリエチレンテレフタレート中の酸成分に対してアンチモン原子として0.05mol%添加する。)
なお、三酸化アンチモンとしては、純度99%以上の三酸化アンチモン、例えば、市販品のAntimony (III) oxide(ALDRICH CHEMICAL社製、純度99.999%)を使用する。
【0129】(6)溶液ヘーズ値(Haze)<3.0(上記式中、Hazeは、溶融重合した固有粘度が約0.65dl/gのポリエチレンテレフタレート(PET)レジンチップをp−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタンの3/1混合溶媒(重量比)に溶解して8g/100mlの溶液とし、ヘーズメータを用いて測定した値(%)を示す。)なお、Hazeの測定は、セル長1cmのセルを用い、上記溶液をセルに充填し測定する。
【0130】かかる構成により、触媒活性に優れ、従ってポリエステルの生産性が高く、触媒の失活もしくは除去をすることなしに溶融成形時の熱劣化が効果的に抑制されて熱安定性に優れ、熱酸化安定性に優れ、耐加水分解性に優れ、色調に優れ、さらには欠点発生が少なく透明性にも優れたポリエステルを与えるポリエステル重合触媒、ならびに該触媒を用いて重合したポリエステルからなるフィルムが得られる。
【0131】APは1.5T以下であることがより好ましく、1.3T以下であることがさらに好ましく、1.0T以下であることが特に好ましい。またTSは、より好ましくは0.25以下、特に好ましくは0.20以下である。TOSは、より好ましくは0.09以下、さらに好ましくは0.08以下である。HSは0.09以下であることがより好ましく、0.08以下であることが特に好ましい。Δb値は、より好ましくは3.0以下、さらに好ましくは2.5以下である。Hazeはより好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.0以下である。
【0132】APの測定方法は、具体的には以下の通りである。
1)BHET製造工程テレフタル酸とその2倍モル量のエチレングリコールを使用し、エステル化率が95%のビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレート(BHET)及びオリゴマーの混合物(以下、BHET混合物という)を製造する。
2)触媒添加工程上記のBHET混合物に所定量の触媒を添加し、窒素雰囲気下常圧にて245℃で10分間撹拌し、次いで50分間を要して275℃まで昇温しつつ、オリゴマー混合物の反応系の圧力を徐々に下げて0.1Torrとする。
3)重縮合工程275℃、13.3Pa(0.1Torr)で重縮合反応を行い、ポリエチレンテレフタレートのIVが0.65dl/gに到達するまで重合する。
4)AP(min)
重縮合工程に要した重合時間をAP(min)とする。前記工程はバッチ式の反応装置を用いて行う。
【0133】なお、BHET混合物の製造は、公知の方法で行われる。例えば、テレフタル酸とその2倍モル量のエチレングリコールを攪拌機付きのバッチ式オートクレーブに仕込み、0.25MPaの加圧下に245℃にて水を系外に留去しつつエステル化反応を行うことにより製造される。
【0134】なお「所定量の触媒」とは、触媒の活性に応じて変量して使用される触媒量を意味し、活性の高い触媒では少量であり、活性の低い触媒ではその量は多くなる。触媒の添加量は、テレフタル酸のモル数に対してアルミニウム化合物として最大0.1モル%である。これ以上多く添加するとポリエステル中の残存量が多く、実用的な触媒ではなくなる。
【0135】上記の触媒は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはこれらの化合物を含有していないものであることが好ましい。
【0136】本発明の回分式重合方法でPETを製造する際には、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。
【0137】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は色調が低下したり、熱安定性が低下したりする。
【0138】本発明で得られる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、色調が低下することなく、着色をさらに効果的に消すことができる。
【0139】前記コバルト化合物を添加する目的は、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。
【0140】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。
【0141】コバルト化合物の添加量は、最終的に得られるポリエステルに対して、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。
【0142】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。
【0143】本発明で用いられるPETの回分式重合方法は、得られるPETの品質制御の点で、複数の反応容器を用いて製造することが必要である。すなわち、テレフタル酸とエチレングリコ−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とエチレングリコ−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、複数の反応容器を用いて製造することができる。
【0144】前記液相重縮合反応は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。液相重縮合反応と固相重合反応は連続で行っても良いし、分割して行ってもよい。
【0145】以下に、PETの好ましい回分式重合方法の一例について説明する。
【0146】まず、エステル化反応によって低重合体を製造する場合は、テレフタル酸とエチレングリコールを反応容器に仕込み、0〜0.5MPa、好ましくは0.1〜0.4MPaの加圧下で140〜250℃で反応させる。最終的には、エステル化反応率を90%以上、好ましくは93%以上に到達させることが好ましい。このエステル化反応により、分子量が500〜5000程度の低次縮合物が得られる。
【0147】上記エステル化反応において、テレフタル酸は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でエステル化反応を行ってもよい。
【0148】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。
【0149】また、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とエチレングリコ−ルを反応容器内に仕込み、エステル交換触媒の存在下で反応させる。反応温度は、100〜250℃が好ましく、120〜240℃がより好ましい。反応時間は80〜300分が好ましく、より好ましくは90〜240分、特に好ましくは100〜200分である。
【0150】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、PbやZnの酸化物等を用いる。また、本発明で記載した触媒を用いることもできる。この場合、リン化合物はリンの金属塩化合物を用いることが好ましい。これらのエステル交換反応により分子量約200〜500程度の低次縮合物を得ることができる。
【0151】次いで、エステル化反応またはエステル交換反応により得られた低次縮合物に、安定剤、重縮合触媒などを添加後、多段階の液相縮重合工程に供給する。
【0152】重縮合反応条件は、第1段階目の重縮合の反応温度は220〜290℃が好ましく、より好ましくは230〜280℃であり、真空度は66500〜399Pa(500〜3Torr)が好ましく、より好ましくは26600〜665Pa(200〜5Torr)である。
【0153】最終段階の重縮合反応温度は240〜300℃が好ましく、より好ましくは250〜290℃であり、真空度は665〜13.3Pa(5〜0.1Torr)が好ましく、より好ましくは266〜39.9Pa(2〜0.3Torr)で、液相重縮合反応を2〜5時間行うことによって、PETを得ることができる。
【0154】また、第1段目〜中間段階の重縮合反応は、エステル化反応又はエステル交換反応と同一反応容器であってもよい。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にすることが好ましい。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度合は、滑らかに分配されることが好ましい。
【0155】本発明の回分式重合方法により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の触媒を用いることもできる。この場合、リン化合物はリンの金属塩化合物を用いることが好ましい。また、本発明に記載の触媒は、液相重縮合のみならず、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。
【0156】本発明の回分式重合方法により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。
【0157】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。
【0158】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。
【0159】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。
【0160】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。
【0161】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。
【0162】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。
【0163】本発明でいうPETとは、ジカルボン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、アルキレン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。
【0164】本発明の製造法に従ってPETをバッチ重合した後に、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。
【0165】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。
【0166】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。
【0167】本発明の方法に従ってポリエステルを重合した後に、このポリエステル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、ポリエステルの熱安定性をさらに高めることができる。
【0168】本発明の回分式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。
【0169】本発明の回分式重合方法で得た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。
【0170】
【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。
【0171】〔評価方法〕
(1)リン化合物の評価(a)1H-NMR測定化合物をCDCl3 またはDMSOに溶解させ、室温下でVarian GEMINI-200 を使って測定した。
【0172】(b)融点測定化合物をカバーガラス上にのせ、Yanaco MICRO MELTING POINT APPARATUSを使って1℃/分の昇温速度で測定した。
【0173】(c)元素分析リンの分析は、PETレジンチップを湿式分解後、モリブデンブルー比色法を用いて行った。その他の金属は、灰化/酸溶解後、高周波プラズマ発光分析および原子吸光分析を用いて行った。
【0174】(2)ポリエステルの特性(a)固有粘度(IV)
ポリエステルをフェノール/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。
【0175】(b)酸価ポリエステル0.1gをベンジルアルコール10mlに加熱溶解した後、0.1NのNaOHのメタノール/ベンジルアルコール=1/9の溶液を使用して滴定して求めた。
【0176】(c)色相ポリエステル重合体の色相は、溶融重合したレジンチップ用い、色差計(東京電色(株)製、MODEL TC-1500MC-88)を使用して、L値、a値、b値を測定した。
【0177】(d)示差走査熱量分析(DSC)
TAインスツルメンツ社製DSC2920を用いて測定した。ポリエステル10.0mgをアルミパンに入れ、50℃/分の昇温速度で280℃まで加熱し、280℃に達してから1分間保持した後即座に、液体窒素中でクエンチした。その後、室温から20℃/分の昇温速度で300℃まで昇温し、昇温時結晶化温度Tc1ならびに融点Tmを求めた。300℃に達してから2分間保持した後に、10℃/分で降温し、降温時結晶化温度Tc2を求めた。Tc1、Tm、Tc2はそれぞれのピーク温度とした。
【0178】(e)熱安定性パラメータ(TS)
PETレジンチップ([IV]i )1gを内径約14mmのガラス試験管に入れ130℃で12時間真空乾燥した後、真空ラインにセットし減圧と窒素封入を5回以上繰り返した。次いで、100mmHgの窒素を封入して封管し、300℃の塩バスに浸漬して2時間溶融状態に維持した。その後、サンプルを取り出して冷凍粉砕して真空乾燥し、[IV]f2を測定し、下記計算式を用いて求めた。式は、既報(上山ら:日本ゴム協会誌第63巻第8号497頁1990年)から引用した。
TS=0.245×([IV]f2-1.47 −[IV]i -1.47 )。
【0179】(f)熱酸化安定性パラメータ(TOS)
PETレジンチップ([IV]i )を冷凍粉砕して20メッシュ以下の粉末にした。この粉末を130℃で12時間真空乾燥し、粉末300mgを内径約8mm、長さ約140mmのガラス試験管に入れ70℃で12時間真空乾燥した。次いで、シリカゲルを入れた乾燥管を試験管上部につけて乾燥した空気下で、230℃の塩バスに浸漬して15分間加熱した後の[IV]f1を測定した。TOSは、上記TSと同じ計算式を用い、下記のように求めた。ただし、[IV]i および[IV]f1はそれぞれ加熱試験前と加熱試験後のIV(dl/g)を指す。冷凍粉砕は、フリーザーミル(米国スペックス社製、6750型)を用いて行った。専用セルに約2gのレジンチップと専用のインパクターを入れた後、セルを装置にセットし液体窒素を装置に充填して約10分間保持し、次いでRATE10(インパクターが1秒間に約20回前後する)で5分間粉砕を行った。
TOS=0.245×([IV]f1 -1.47 −[IV]i -1.47 )。
【0180】(g)耐加水分解性パラメータ(HS)
PETレジンチップ(試験前;[IV]i )を上記と同様に冷凍粉砕し、20メッシュ以下の粉末にした。その粉末を130℃で12時間真空乾燥した。加水分解試験はミニカラー装置((株)テクサム技研、TypeMC12.ELB)を用いて行った。上記粉末1gを純水100mlと共に専用ステンレスビーカーに入れてさらに専用の攪拌翼を入れ、密閉系にして、ミニカラー装置にセットし130℃に加熱、加圧した条件下に6時間攪拌した。試験後のPETをグラスフィルターで濾取し、真空乾燥した後IVを測定し([IV]f2)、以下の式により耐加水分解性パラメータ(HS)を求めた。
HS=0.245×([IV]f2-1.47 −[IV]i -1.47 )。
【0181】(h)溶液ヘーズ値(Haze)
溶融重合したIVが約0.65dl/gのPETレジンチップをp−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタンの3/1混合溶媒(重量比)に溶解して8g/100mlの溶液とし、日本電色工業株式会社濁度計NDH2000を用いて室温で測定した。測定方法はJIS−K7105に準拠し、セル長1cmのセルを用いて、溶液の拡散透過光(DF)と全光線透過光(TT)を測定し、下記計算式よりHaze(%)を求めた。
Haze(%)=(DF/TT)×100。
【0182】(i)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。
【0183】実施例1高純度テレフタル酸100重量部、エチレングリコール75重量部を反応容器に仕込み、0.34MPaの窒素加圧下で温度240℃にてエステル化反応を進行させた。エステル化反応が十分進行した後、低次縮合物に対し、重縮合触媒としてポリエステル中の酸成分に対して、塩化アルミニウムを0.015mol%及び Irganox 1425 を0.02mol%加えて、窒素雰囲気下、常圧にて240℃で10分間攪拌した。次いで、第1段階目の重縮合反応において2時間を要して270℃まで昇温しつつ反応系の圧力を徐々に下げて665Pa(5torr)とし、さらに最終段階で温度280℃、39.9Pa(0.3torr)で液相重縮合反応を行った。PETのIVが0.65dl/gに到達するまでに要した重合時間は175分であり、重縮合触媒は実用的な重合活性を有するものであった。また、上記の重縮合にて得られたIVが0.65dl/gのPETを常法に従ってチップ化した。
【0184】得られたPETは、金属アンチモンの析出による異物もなく、黒ずみも見られず、透明性、色調及び熱安定性が良好であった。
【0185】実施例2(リン化合物の合成例)
下記化51で表されるリン化合物(リン化合物A)の合成【化51】

1.Sodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)の合成50% 水酸化ナトリウム水溶液6.5g(84mmol)とメタノール6.1ml の混合溶液中にdiethyl(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)phosphonate 5g(14mmol)のメタノール溶液6.1ml を加え、窒素雰囲気下24時間加熱還流を行った。反応後、反応混合物を冷却しながら濃塩酸7.33g (70mmol)を加え、析出物をろ取、イソプロパノールで洗浄後、ろ液を減圧留去した。得られた残渣を熱イソプロパノールに溶解させ、不溶分をろ取し、イソプロパノールを減圧留去後、残渣を熱ヘプタンで洗浄、乾燥してSodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)を3.4g(69% )得た。なお、多量に合成する場合は、上記の各原料のモル比をあわせて行った。
形状:白色粉体融点:294-302 ℃(分解)
1H-NMR(DMSO,δ) :1.078(3H, t, J=7Hz), 1.354 (18H, s), 2.711(2H, d),3.724(2H, m, J=7Hz), 6.626(1H, s), 6.9665(2H, s)元素分析(カッコ内は理論値):Na 6.36%(6.56%), P 9.18%(8.84%) 。
【0186】2.O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid(リン化合物A)の合成室温で攪拌下、Sodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)1g(2.8mmol )の水溶液20mlに濃塩酸1.5gを加えて1 時間攪拌した。反応混合物に水150ml を加え、析出した結晶をろ取、水洗、乾燥してO-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acidを826mg (88% )得た。なお、多量に合成する場合は、上記の各原料のモル比をあわせて行った。
形状:板状結晶融点:126-127 ℃1H-NMR(CDCl3, δ) :1.207(3H, t, J=7Hz), 1.436(18H, s), 3.013(2H, d),3.888(2H, m, J=7Hz.), 7.088(2H, s), 7.679-8.275(1H, br) 。
【0187】(PETの重合)重縮合触媒として、アルミニウムトリスアセチルアセトネートの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アルミニウム原子として0.015mol%加え、上記リン化合物Aの10g/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リン化合物Aとして0.04mol%添加する以外は実施例1と同様にして行い、固有粘度が0.65dl/gのPETを得た。
【0188】得られたPETは、金属アンチモンの析出による異物もなく、黒ずみも見られず、透明性、色調及び熱安定性が良好であった。
【0189】実施例3(リン化合物の合成例)
下記化52で表されるリン化合物のマグネシウム塩(リン化合物B)の合成【化52】

1.Sodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)の合成50% 水酸化ナトリウム水溶液6.5g(84mmol)とメタノール6.1ml の混合溶液中にdiethyl(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)phosphonate 5g(14mmol)のメタノール溶液6.1ml を加え、窒素雰囲気下24時間加熱還流を行った。反応後、反応混合物を冷却しながら濃塩酸7.33g (70mmol)を加え、析出物をろ取、イソプロパノールで洗浄後、ろ液を減圧留去した。得られた残渣を熱イソプロパノールに溶解させ、不溶分をろ取し、イソプロパノールを減圧留去後、残渣を熱ヘプタンで洗浄、乾燥してSodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)を3.4g(69% )得た。なお、多量に合成する場合は、上記の各原料のモル比をあわせて行った。
形状:白色粉体融点:294-302 ℃(分解)
1H-NMR(DMSO,δ) :1.078(3H, t, J=7Hz), 1.354 (18H, s), 2.711(2H, d),3.724(2H, m, J=7Hz), 6.626(1H, s), 6.9665(2H, s)元素分析(カッコ内は理論値):Na 6.36%(6.56%), P 9.18%(8.84%) 。
【0190】2.Magnesium bis(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)(リン化合物B)の合成室温で攪拌下、Sodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate) 500mg(1.4mmol )の水溶液4ml に硝酸マグネシウム6 水和物 192mg(0.75mmol)の水溶液1ml を滴下した。1 時間攪拌後、析出物をろ取、水洗、乾燥してMagnesium bis(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate) を359mg (74% )得た。なお、多量に合成する場合は、上記の各原料のモル比をあわせて行った。
形状:白色粉体融点:>300 ℃1H-NMR(DMSO, δ) :1.0820(6H, t, J=7Hz), 1.3558(36H, s), 2.8338(4H, d),3.8102(4H, m, J=7Hz), 6.6328(2H, s), 6.9917(4H, s)。
【0191】(PETの重合)重縮合触媒として、アルミニウムトリスアセチルアセトネートの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アルミニウム原子として0.015mol%加え、上記リン化合物Bをポリエステル中の酸成分に対してリン化合物Bとして0.02mol%添加する以外は実施例1と同様にして行い、固有粘度が0.65dl/gのPETを得た。
【0192】得られたPETは、金属アンチモンの析出による異物もなく、黒ずみも見られず、透明性、色調及び熱安定性が良好であった。
【0193】実施例4(リン化合物のアルミニウム塩の合成例)
O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonateのアルミニウム塩(アルミニウム塩A)の合成1.Sodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)の合成50% 水酸化ナトリウム水溶液6.5g(84mmol)とメタノール6.1ml の混合溶液中にdiethyl(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)phosphonate 5g(14mmol)のメタノール溶液6.1ml を加え、窒素雰囲気下24時間加熱還流を行った。反応後、反応混合物を冷却しながら濃塩酸7.33g (70mmol)を加え、析出物をろ取、イソプロパノールで洗浄後、ろ液を減圧留去した。得られた残渣を熱イソプロパノールに溶解させ、不溶分をろ取し、イソプロパノールを減圧留去後、残渣を熱ヘプタンで洗浄、乾燥してSodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate)を3.4g(69% )得た。なお、多量に合成する場合は、上記の各原料のモル比をあわせて行った。
形状:白色粉体融点:294-302 ℃(分解)
1H-NMR(DMSO,δ) : 1.078(3H, t, J=7Hz), 1.354 (18H, s), 2.711(2H, d),3.724(2H, m, J=7Hz), 6.626(1H, s), 6.9665(2H, s)元素分析(カッコ内は理論値):Na 6.36%(6.56%), P 9.18%(8.84%) 。
【0194】2.O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonateのアルミニウム塩(アルミニウム塩A)の合成室温で攪拌下、Sodium(O-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate) 1g (2.8mmol )の水溶液7.5ml に硝酸アルミニウム9 水和物 364mg(0.97mmol)の水溶液5ml を滴下した。3 時間攪拌後、析出物をろ取、水洗、乾燥してO-ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonateのアルミニウム塩を860mg 得た。なお、多量に合成する場合は、上記の各原料のモル比をあわせて行った。
形状:白色粉体融点:183-192 ℃。
【0195】(PETの重合)重縮合触媒として、上記アルミニウム塩Aをポリエステル中の酸成分に対してアルミニウム原子として0.02mol%を添加する以外は実施例1と同様にして行い、固有粘度が0.65dl/gのPETを得た。
【0196】得られたPETは、金属アンチモンの析出による異物もなく、黒ずみも見られず、透明性、色調及び熱安定性が良好であった。
【0197】実施例5ジメチルテレフタレート68重量部、エチレングリコール43.3重量部、ポリエステル中の酸成分に対して0.03mol%のアルミニウムトリスアセチルアセトネート及び0.045mol%の Irganox 1425 を反応容器に仕込み、常温・常圧下で攪拌しながら120℃まで30分かけて昇温し、その後185℃までさらに30分かけて昇温させ、そのまま185℃で100分間攪拌を続け、エステル交換反応を行った。その後、30分かけて225℃まで昇温し30分間225℃で攪拌を続けた後、第一段階目の重縮合反応において2時間を要して270℃まで昇温しつつ反応系の圧力を徐々に下げて665Paとし、さらに最終段階で温度を280℃、39.9Paで重縮合反応を行った。PETのIVが0.65dl/gに到達するまでに要した重合時間(AP)は170分であり、重縮合触媒は実用的な重合活性を有するものであった。また、上記の重縮合にて得られたIVが0.65dl/gのPETを常法に従ってチップ化した。
【0198】得られたPETは、金属アンチモンの析出による異物もなく、黒ずみも見られず、透明性、色調及び熱安定性が良好であった。
【0199】比較例1重縮合触媒として、三酸化アンチモンをポリエステル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。
【0200】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。
【0201】
【発明の効果】本発明のPETの回分式重合方法は、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2002−249561(P2002−249561A)
【公開日】 平成14年9月6日(2002.9.6)
【出願番号】 特願2001−48333(P2001−48333)