JPH11158259A - ポリエステルの固相重合方法 - Google Patents

ポリエステルの固相重合方法

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JPH11158259A
JPH11158259A JP33041397A JP33041397A JPH11158259A JP H11158259 A JPH11158259 A JP H11158259A JP 33041397 A JP33041397 A JP 33041397A JP 33041397 A JP33041397 A JP 33041397A JP H11158259 A JPH11158259 A JP H11158259A
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polymerization
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孝 平山
Akiharu Fujita
昭春 藤田
Hitoshi Hiraoka
仁 平岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】竪型固相重合装置により重合度を上げる際、装
置内部でチップ同士の融着による生産性低下が起こらな
いポリエステルチップの固相重合方法を提供する。 【解決手段】ポリエステルチップを固相重合する際、固
相重合装置内のチップ充填体積を、静置時の1.03〜
1.18倍とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステルチッ
プの固相重合方法に関するものである。更に詳しくは、
固相重合時のチップ融着がなく、生産性の良好な固相重
合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルの固相重合は、通常回分式
または連続式の装置で減圧または不活性ガス流通下にお
いて、高温でおこなわれることが知られている。この内
竪型の装置の場合には、攪拌によって発生するチップの
削れ粉を、装置の下方から上方へ不活性ガスの気流にの
せて除去できるというメリットを有し、多くの公知例
(特開昭63−191823、特開平4−21473
3、特開 平5−345320)があり、実用化されて
いる。
【0003】しかしながら竪型の固相重合装置の場合に
は、チップの自重による融着が起こるという固有の問題
を有している。特に近年共重合ポリエステルが多用化さ
れているが、共重合ポリエステルは融点が低いため一層
融着しやすく、生産性低下に大きく影響している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
前述した従来公知の竪型固相重合方法の欠点を排除し、
融点の低いポリエステルチップであっても、融着させず
に固相重合することにより、生産性の高いチップを提供
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題は、ポリエステ
ルチップを固相重合する際、固相重合装置内のチップ充
填体積を、静置時の1.03〜1.18倍とすることを
特徴とするポリエステルの固相重合方法によって達成で
きる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明のポリエステルチップは、
芳香族ジカルボン酸成分とグリコール成分から成るポリ
エステル、及び該ポリエステルを主として構成する芳香
族ジカルボン酸成分、あるいはグリコール成分以外のジ
カルボン酸成分及び/またはグリコール成分を25重量
%以下共重合したポリエステルを言う。芳香族ジカルボ
ン酸成分及び/またはグリコール成分からなるポリエス
テルとしては、従来公知の、例えばポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン
ナフタレート等を挙げることができる。
【0007】前記したポリエステルに共重合するジカル
ボン酸成分及び/またはグリコール成分としては、例え
ばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン
酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、
ダイマー酸、マレイン酸等の脂肪族ジカルボン酸等を挙
げることができる。
【0008】グリコール成分としては、例えばエチレン
グリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキ
サンジオール等の脂肪族グリコール、ビスフェノール
A、ビスフェノールS等の芳香族グリコール、シクロヘ
キサンジメタノール等の脂環族グリコール等を挙げるこ
とができる。
【0009】次に本発明で好適に用いることのできる竪
型固相重合装置について、図1で詳細に説明する。本装
置は竪型円筒と下部が逆円錐形状の組み合わせからなる
固相重合塔1に、原料ポリエステルチップ投入口2、お
よび不活性ガス供給口6排気口3、固相重合終了チップ
の排出口7が設けられている。装置内部の攪拌部は水平
方向の翼5を複数本有する攪拌軸4で構成されている。
固相重合に際しては、まず不活性ガスを連続的に供給
し、更に攪拌軸4を回転させこの状態で、チップ投入口
2より原料ポリエステルチップを定量投入する。投入終
了後不活性ガス供給口6から供給される不活性ガスの温
度を、徐々に所定の温度まで上げていき、所定の温度に
到達後、ポリエステルチップが所定の重合度に到達する
まで最終温度で加熱を続ける。所定の重合度に到達後、
直ちに供給する不活性ガスを冷却風に切り替え、ポリエ
ステルチップを規定の温度まで冷却する。固相重合後の
ポリエステルチップはチップ排出口7より全量排出す
る。不活性ガスは入手のしやすさ、コストの点で窒素ガ
スが好ましい。
【0010】次に本発明の固相重合装置内部におけるチ
ップの充填体積は、固相重合塔1の下部におけるチップ
の自重による融着を防ぐため、浮かせた状態にすること
で結晶化時の融着を防ぐことができる。具体的には不活
性ガスを流通した状態で、所定量のポリエステルチップ
をチップ投入口2より投入した後、不活性ガスの供給流
量を制御してチップを浮かせた状態にする。その際、チ
ップの充填体積は静置時の1.03〜1.13倍がよ
い。好ましくは1.05〜1.15倍、更に好ましくは
1.07〜1.18倍がよい。1.03倍未満であると
固相重合塔下部でチップの自重による融着が発生する。
一方、1.18倍を越えるとチップの飛散が激しくなり
生産量が低下するので好ましくない。
【0011】チップを均一に浮かせるためには、不活性
ガスの供給方向、供給速度を均一にすることが望まし
く、例えばチップサイズよりも小さな穴を多数設けたプ
レート等を介して供給することがよい。
【0012】次に、不活性ガスの塔内流速は、0.4〜
1.0m/sの範囲とすることが好ましい。この際チッ
プの飛散をおさえるために、チップ飛散防止板を取り付
けることは構わない。またその形状については特に問わ
ないがたとえばチップサイズよりも小さな目の金網を不
活性ガス排気口に設置する等の方法がある。
【0013】ポリエステルチップの加熱昇温速度も融着
防止に効果的である。本発明においては、Tg−5℃〜
Tg+15℃の範囲を0.3℃/分以下の速度で加熱昇
温することで目的を一層達成できる。好ましくは0.2
℃/分以下である。0.3℃/分以上を越えると、特に
共重合ポリエステルチップの場合は融着が発生しやす
い。
【0014】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明をさらに具体的に
説明する。なお、実施例中で用いた物性は次の方法によ
り求めた。
【0015】(1)ガラス転移温度(Tg) 示差走査熱量計(パーキン・エルマー社製DSC−2
型)により、10℃/分の昇温速度で測定した。
【0016】(2)固有粘度 ポリエステルチップをオルソクロロフェノールに溶解
し、25℃において測定した。
【0017】(3)竪型固相重合装置内部でのチップ充
填体積 不活性ガスを流していない状態でのチップ粒面に対し
て、不活性ガスを流した際のチップ粒面から体積を計算
する。
【0018】(4)チップの融着 固相重合終了後、乾燥装置から排出する途中に格子(目
開き6mm)を設置し、それに捕捉された2連以上のチ
ップ個数で融着程度を判断する。
【0019】実施例1 テレフタル酸95モル%、イソフタル酸5モル%、固有
粘度0.6、Tg75℃の共重合ポリエステルチップ1
00重量部を、窒素ガス雰囲気下で図1のような竪型固
相重合装置に投入した。投入終了後に窒素流量を0.4
m/sに調節し、ポリエステルチップの充填体積が、静
置時の1.03倍になるようにした。次にヒーターで窒
素ガスを加熱しポリエステルチップ温度が70〜90℃
の範囲を0.3℃/分の速度で昇温した。その後210
℃まで4時間かけて昇温しそのままの温度を保ち固相重
合をおこなった。所定の重合度に到達した後、冷却しチ
ップを払い出した。格子上に融着チップは2コ捕捉され
た。
【0020】実施例2 窒素流量を0.8m/s、チップの充填体積倍率を1.
15倍、70〜90℃の範囲を0.2℃/分の速度で昇
温する以外は実施例1と同様に固相重合をおこなった。
格子上に融着チップは捕捉されなかった。
【0021】実施例3 窒素流量を1.0m/s、チップの充填体積倍率を1.
18倍、70〜90℃の範囲を0.3℃/分の速度で昇
温する以外は実施例1と同様に固相重合をおこなった。
格子上に融着チップは捕捉されなかった。
【0022】実施例4 テレフタル酸75モル%、イソフタル酸25モル%、固
有粘度0.6、Tg70℃の共重合ポリエステルチップ
100重量部を、窒素ガス雰囲気下の竪型固相重合装置
に投入した。投入終了後に窒素流量を0.4m/sに調
節し、ポリエステルチップの充填体積が、静置時の1.
03倍になるようにした。次に、ヒーターで窒素ガスを
加熱し、ポリエステルチップ温度が65〜85℃の範囲
を0.3℃/分の速度で昇温した。その後180℃まで
4時間をかけて昇温し、そのままの温度を保ち固相重合
をおこなった。所定の重合度に到達した後、冷却しチッ
プを払い出した。格子上には4コの融着チップが捕捉さ
れた。
【0023】実施例5 窒素流量を0.8m/s、チップの充填体積倍率を1.
15、チップの昇温速度を0.2℃/分とする以外は実
施例4と同様に固相重合をおこなった。格子上に捕捉さ
れ融着チップは2コであった。
【0024】実施例6 窒素流量を1.0m/s、チップの充填体積を1.18
とする以外は、実施例4と同様に固相重合をおこなっ
た。格子上に融着チップは捕捉され なかった。
【0025】比較例1 実施例1において窒素流量を0.3m/s、ポリエステ
ルチップの充填体積が、静置時の1.02倍になるよう
にした以外は同じ方法で固相重合をおこなった。所定の
重合度に到達した後、冷却しチップを払い出した。格子
上には融着チップが8コ捕捉された。
【0026】比較例2 実施例1において窒素流量を0.2m/s、ポリエステ
ルチップ充填体積が、静置時の1.01倍になるように
し、70〜90℃の範囲の昇温速度を0.4℃/分とす
る以外は同じ方法で固相重合をおこなった。所定の重合
度に到達した後、冷却しチップを払い出した。格子上に
は融着チップが12コ捕捉されていた。
【0027】比較例3 実施例4において窒素流量を0.3m/s、ポリエステ
ルチップ充填体積が、静置時の1.02倍、65〜85
℃の範囲の昇温速度を0.3℃/分とする以外は同じ方
法で固相重合をおこなった。所定の重合度に到達した
後、冷却しチップを払い出した。格子上には融着チップ
が30コ捕捉された。
【0028】比較例4 実施例4において窒素流量を0.2m/s、ポリエステ
ルチップの充填体積が、静置時の1.01倍、65〜8
5℃の範囲の昇温速度を0.4℃/分とする以外は同じ
方法で固相重合をおこなった。所定の重合度に到達した
後、冷却しチップを払い出した。格子上には融着チップ
が40コ捕捉された。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明の固相重合方法は、竪型固相重合
装置内でチップの融着がなく、生産性を向上できる。特
に、融着しやすい共重合ポリエステルの場合有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で好ましく用いることのできる、竪型固
相重合装置
【符号の説明】
1:固相重合塔 2:チップ投入口 3:窒素ガス排気口 4:攪拌軸 5:攪拌翼 6:窒素ガス供給口 7:チップ排出口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステルチップを固相重合する際、固
    相重合装置内のチップ充填体積を、静置時の1.03〜
    1.18倍とすることを特徴とするポリエステルの固相
    重合方法。
  2. 【請求項2】ポリエステルチップを固相重合する際、ポ
    リエステルチップを予めTg−5℃〜Tg+15℃の範
    囲を0.3℃/分以下の速度で、昇温することを特徴と
    する請求項1記載のポリエステルの固相重合方法。
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