JP2000095851A - ポリエチレンテレフタレートの製造方法 - Google Patents
ポリエチレンテレフタレートの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、３つの反応器を用い、所定のエステ
ル化反応条件と重合触媒としてＳｂ化合物、コバルト化
合物、リン化合物、Ｔｉ化合物を特定量添加することに
より色調の優れた糸切れの少ない繊維用のポリエステル
を製造することにある。反応に必要な反応器を最少限と
し、最適な反応条件により色調の優れた繊維用のポリエ
ステルを製造する。 【解決手段】繊維用ポリエステルの製造装置として、エ
ステル化反応器、初期重合反応器、最終重合反応器の３
缶とし、エステル化反応器と初期重合反応器には外部撹
拌動力源を持たない反応器とし、最終重合反応器は横形
一軸式の低速回転型の反応器とし、最適なエステル化反
応条件と重合触媒としてＳｂ化合物、コバルト化合物、
リン化合物、Ｔｉ化合物を特定量添加することにより達
成される。
ル化反応条件と重合触媒としてＳｂ化合物、コバルト化
合物、リン化合物、Ｔｉ化合物を特定量添加することに
より色調の優れた糸切れの少ない繊維用のポリエステル
を製造することにある。反応に必要な反応器を最少限と
し、最適な反応条件により色調の優れた繊維用のポリエ
ステルを製造する。 【解決手段】繊維用ポリエステルの製造装置として、エ
ステル化反応器、初期重合反応器、最終重合反応器の３
缶とし、エステル化反応器と初期重合反応器には外部撹
拌動力源を持たない反応器とし、最終重合反応器は横形
一軸式の低速回転型の反応器とし、最適なエステル化反
応条件と重合触媒としてＳｂ化合物、コバルト化合物、
リン化合物、Ｔｉ化合物を特定量添加することにより達
成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、紡糸性の良い、白
色度の高い繊維用のポリエチレンテレフタレ−トの連続
製造方法に関するものである。
色度の高い繊維用のポリエチレンテレフタレ−トの連続
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ポリエチレンテレフタレ−ト等の
重縮合系高分子の製造方法としては原料としてテレフタ
ル酸とエチレングリコールをエステル化のために適当な
割合で混合槽に入れ、スラリー状の混合物をポンプによ
りエステル化反応槽へ送る。このエステル化工程は撹拌
翼付きの撹拌槽を２から３個直列に配置し、副反応物と
してでる水を蒸留塔で分離する。次に前重合工程として
立形撹拌槽や横形の撹拌槽が複数台設置されさらに最終
重合工程として横形の撹拌槽が設置されている。なお、
この種の関連技術としては、例えば、特開昭５３−１２
８６９７号公報に示されている。
重縮合系高分子の製造方法としては原料としてテレフタ
ル酸とエチレングリコールをエステル化のために適当な
割合で混合槽に入れ、スラリー状の混合物をポンプによ
りエステル化反応槽へ送る。このエステル化工程は撹拌
翼付きの撹拌槽を２から３個直列に配置し、副反応物と
してでる水を蒸留塔で分離する。次に前重合工程として
立形撹拌槽や横形の撹拌槽が複数台設置されさらに最終
重合工程として横形の撹拌槽が設置されている。なお、
この種の関連技術としては、例えば、特開昭５３−１２
８６９７号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】重合工程の槽には副反
応物として出るエチレングリコールを除去するためにコ
ンデンサーが設置され、減圧雰囲気で運転される。従来
のポリエステル製造工程では反応槽の数が４から６缶あ
り、それぞれの反応槽には撹拌翼とその動力源が装備さ
れ、また副反応物を分離除去するための蒸留塔やコンデ
ンサーが設置されている。さらに重合工程は減圧雰囲気
で運転されるために真空手段はべつの装置によって操作
しなければならず、製造装置の運転には高額の維持費と
装置経費を必要としている。
応物として出るエチレングリコールを除去するためにコ
ンデンサーが設置され、減圧雰囲気で運転される。従来
のポリエステル製造工程では反応槽の数が４から６缶あ
り、それぞれの反応槽には撹拌翼とその動力源が装備さ
れ、また副反応物を分離除去するための蒸留塔やコンデ
ンサーが設置されている。さらに重合工程は減圧雰囲気
で運転されるために真空手段はべつの装置によって操作
しなければならず、製造装置の運転には高額の維持費と
装置経費を必要としている。
【０００４】またポリエステルの製造に要する反応時間
は７から８時間と長い時間を必要としていた。そのため
に製造物の品質、特に白色度が低くなるという問題点や
樹脂中に含まれるＤＥＧ（ジエチレングリコール）の濃
度が高くなり樹脂の融点が低下し、紡糸性能が悪くなる
という問題点があった。
は７から８時間と長い時間を必要としていた。そのため
に製造物の品質、特に白色度が低くなるという問題点や
樹脂中に含まれるＤＥＧ（ジエチレングリコール）の濃
度が高くなり樹脂の融点が低下し、紡糸性能が悪くなる
という問題点があった。
【０００５】本発明の目的は白色度が高い繊維用のポリ
エステルを製造する製造方法を提供することにある。
エステルを製造する製造方法を提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、従来技術を改善し、
必要最小限の反応器構成により、最少のエネルギーで品
質の良い繊維用のポリエステルを効率良く製造する製造
方法を提供することにある。
必要最小限の反応器構成により、最少のエネルギーで品
質の良い繊維用のポリエステルを効率良く製造する製造
方法を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、従来技術を改善し、
必要最小限の反応器構成により、最少のエネルギーで糸
切れの少ない繊維用のポリエステルを製造する製造方法
を提供することにある。
必要最小限の反応器構成により、最少のエネルギーで糸
切れの少ない繊維用のポリエステルを製造する製造方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、エステル化
工程、前重合工程、最終重合工程をそれぞれ一槽の３缶
方式とし、撹拌動力を必要とする槽は最終重合工程のみ
とし、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加し、 １２０＜Ｓｂ＜３８０ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２５ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） （ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属
濃度を示す） 極限粘度０．５１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５
０（当量／ｔｏｎ）、ジエチレングリコール含有量１．
６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポリエス
テルを製造することによって達成される。
工程、前重合工程、最終重合工程をそれぞれ一槽の３缶
方式とし、撹拌動力を必要とする槽は最終重合工程のみ
とし、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加し、 １２０＜Ｓｂ＜３８０ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２５ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） （ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属
濃度を示す） 極限粘度０．５１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５
０（当量／ｔｏｎ）、ジエチレングリコール含有量１．
６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポリエス
テルを製造することによって達成される。
【０００９】上記、Ｓｂ（アンチモン）金属の使用範囲
は（１）式の範囲よりも、１５０＜Ｓｂ＜３４０とする
のが良く、さらには２００＜Ｓｂ＜３００とするのが良
い。
は（１）式の範囲よりも、１５０＜Ｓｂ＜３４０とする
のが良く、さらには２００＜Ｓｂ＜３００とするのが良
い。
【００１０】また、上記、Ｐ（リン）金属の使用範囲は
（２）式の範囲よりも、１０＜Ｐ＜３０とするのが良
い。
（２）式の範囲よりも、１０＜Ｐ＜３０とするのが良
い。
【００１１】また、上記、Ｃｏ（コバルト）金属の使用
範囲は（３）式の範囲よりも、０≦Ｃｏ＜２０とするの
が良い。
範囲は（３）式の範囲よりも、０≦Ｃｏ＜２０とするの
が良い。
【００１２】また、上記、Ｔｉ（チタン）金属の使用範
囲は（４）式の範囲よりも、２２００＜Ｔｉ＜２５００
とするのが良い。
囲は（４）式の範囲よりも、２２００＜Ｔｉ＜２５００
とするのが良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。
図１は本発明をポリエチレンテレフタレートの連続製造
プロセスの装置講成図である。工業的なポリエステルの
製造方法として、直接エステル化法が、経済的に非常に
有利であるので、最近では直接エステル化方法が多く採
用されている。図において１はポリエチレンテレフタレ
ートの原料であるＴＰＡ（テレフタル酸）とＥＧ（エチ
レングリコール）を所定の割合で混合、撹拌する原料調
整槽である。製造プロセスの中にはこの段階で重合反応
触媒や安定剤、色調調整剤などの添加物を加える場合が
ある。本発明はこれらの添加剤等の投入の時期を限定す
るものではない。重合反応触媒としてはアンチモン、チ
タン、ゲルマニウム、錫、亜鉛、等の金属化合物があげ
られ、使用する触媒の種類や組み合わせにより、反応速
度が異なるだけでなく、生成するポリエステルの色相及
び熱安定性が異なることが良く知られている。さらにこ
れらの反応は触媒の存在化で高温で長時間行われるため
に種々の副反応が伴い、重合物が黄色に着色したり、ジ
エチレングリコール（ＤＥＧ）の含有量や末端カルボキ
シル基濃度（酸価）が適正値以上に増加して、ポリエス
テルの融点及び強度の低下などの物理的性質が低下した
りする。
図１は本発明をポリエチレンテレフタレートの連続製造
プロセスの装置講成図である。工業的なポリエステルの
製造方法として、直接エステル化法が、経済的に非常に
有利であるので、最近では直接エステル化方法が多く採
用されている。図において１はポリエチレンテレフタレ
ートの原料であるＴＰＡ（テレフタル酸）とＥＧ（エチ
レングリコール）を所定の割合で混合、撹拌する原料調
整槽である。製造プロセスの中にはこの段階で重合反応
触媒や安定剤、色調調整剤などの添加物を加える場合が
ある。本発明はこれらの添加剤等の投入の時期を限定す
るものではない。重合反応触媒としてはアンチモン、チ
タン、ゲルマニウム、錫、亜鉛、等の金属化合物があげ
られ、使用する触媒の種類や組み合わせにより、反応速
度が異なるだけでなく、生成するポリエステルの色相及
び熱安定性が異なることが良く知られている。さらにこ
れらの反応は触媒の存在化で高温で長時間行われるため
に種々の副反応が伴い、重合物が黄色に着色したり、ジ
エチレングリコール（ＤＥＧ）の含有量や末端カルボキ
シル基濃度（酸価）が適正値以上に増加して、ポリエス
テルの融点及び強度の低下などの物理的性質が低下した
りする。
【００１４】このような問題点を改良するために新しい
触媒の開発が試みられているが、現在最も多く工業的に
使用されているアンチモン化合物、特に三酸価アンチモ
ンが価格や性能面で優れている。しかし、この触媒を用
いても生成したポリエステル重合物の着色は避けられな
い。このために安定剤として燐系安定剤（例えばトリメ
チルホスフェート、トリフェニルホスフェート）を併用
して改善している。また、別の製造プロセスにおいては
重合触媒や安定剤の投入位置を工夫して品質を安定させ
ている。通常のプロセスでは触媒の金属量は１２０から
３８０ｐｐｍを安定剤の金属量は１０から５０ｐｐｍを
用いるのが好ましい。また、繊維用のポリエステルの場
合、つや消しとして二酸化チタンを混合する。その金属
濃度は１８００から２５００ｐｐｍ程度が好ましく、さ
らに製品の色調調整剤として酢酸コバルトを添加し、目
的の品質を得ている。そのの金属濃度は３から２５ｐｐ
ｍ程度が好ましい。これらの金属添加物の投入位置は最
初からスラリー槽に投入して製造しても良く、あるいは
エステル化反応工程終了後に投入しても良い。
触媒の開発が試みられているが、現在最も多く工業的に
使用されているアンチモン化合物、特に三酸価アンチモ
ンが価格や性能面で優れている。しかし、この触媒を用
いても生成したポリエステル重合物の着色は避けられな
い。このために安定剤として燐系安定剤（例えばトリメ
チルホスフェート、トリフェニルホスフェート）を併用
して改善している。また、別の製造プロセスにおいては
重合触媒や安定剤の投入位置を工夫して品質を安定させ
ている。通常のプロセスでは触媒の金属量は１２０から
３８０ｐｐｍを安定剤の金属量は１０から５０ｐｐｍを
用いるのが好ましい。また、繊維用のポリエステルの場
合、つや消しとして二酸化チタンを混合する。その金属
濃度は１８００から２５００ｐｐｍ程度が好ましく、さ
らに製品の色調調整剤として酢酸コバルトを添加し、目
的の品質を得ている。そのの金属濃度は３から２５ｐｐ
ｍ程度が好ましい。これらの金属添加物の投入位置は最
初からスラリー槽に投入して製造しても良く、あるいは
エステル化反応工程終了後に投入しても良い。
【００１５】以上のように調整された原料はエステル化
反応槽３へ原料を供給する供給ライン２を経由して行
く。エステル化反応槽（第１反応器）３の外周部には処
理液を反応温度に保つためにジャケット構造（図示せ
ず）になっており液の内部には液の加熱手段として多缶
式熱交換機４が設置され外部からの熱源により処理液を
加熱し、自然循環により内部の液を循環しながら反応を
進行させる。ここで最も望ましい反応器の型はエステル
化反応を自己の反応により生成する副反応物の蒸発作用
を利用して反応器内の処理液を自然循環させるカランド
リア型が望ましい。この形の反応器は外部の撹拌動力源
を必要としないため装置構成が単純でしかも撹拌軸の軸
封装置も不要となり反応器の制作コストが安価となる利
点がある。このような反応器の一例として特願平８−２
４９７６９に示す様な装置が望ましい。しかし、本発明
においてこの装置を限定するものではなくプロセス上の
理由から撹拌翼を持った反応器を使用しても差し支えな
い。
反応槽３へ原料を供給する供給ライン２を経由して行
く。エステル化反応槽（第１反応器）３の外周部には処
理液を反応温度に保つためにジャケット構造（図示せ
ず）になっており液の内部には液の加熱手段として多缶
式熱交換機４が設置され外部からの熱源により処理液を
加熱し、自然循環により内部の液を循環しながら反応を
進行させる。ここで最も望ましい反応器の型はエステル
化反応を自己の反応により生成する副反応物の蒸発作用
を利用して反応器内の処理液を自然循環させるカランド
リア型が望ましい。この形の反応器は外部の撹拌動力源
を必要としないため装置構成が単純でしかも撹拌軸の軸
封装置も不要となり反応器の制作コストが安価となる利
点がある。このような反応器の一例として特願平８−２
４９７６９に示す様な装置が望ましい。しかし、本発明
においてこの装置を限定するものではなくプロセス上の
理由から撹拌翼を持った反応器を使用しても差し支えな
い。
【００１６】第１反応器において、反応により生成する
水は水蒸気となり、気化したＥＧ蒸気と気相部５を形成
する。このときの推奨すべき反応条件としては温度は２
４０℃から２９０℃で加圧条件が望ましい。特に温度は
２７０℃から２９０℃、圧力は１００ｋＰａ以下で反応
時間は２から３．５時間の範囲が良好な品質を得ること
が出来る。気相部５のガスはその上流側に設けられた精
留塔（図示せず）により水とＥＧとに分離され、水は系
外に除去され、ＥＧは再び系内に戻される。本発明の利
点としてエステル化工程を一つの反応器で処理すること
により精留塔の数を一つにすることが可能となり、精留
塔の制作経費だけでなく配管やバルブの数制御装置の数
などを削減でき大幅な装置コストの低減となる。品質面
からは最適なエステル化反応時間は２から３．５時間で
ある。エステル化反応槽３で所定の反応時間経過した処
理液は所定のエステル化率に到達し、連絡管６により初
期重合槽（第２反応器）７に供給される。連絡管には途
中添加装置１６が設けられる場合がある。この装置はエ
ステル化反応に寄与しない重合触媒や安定剤、添加剤等
をプロセスに投入するためのものであり、投入物の種類
に応じて複数台設置される。特に色調調整剤としてエチ
レングリコールに分散させた二酸化チタンを途中添加す
る場合、連絡管６内の処理液の温度はプロセスラインの
許容最低温度（推奨すべき温度は２６０℃から２７０
℃）とし、ラインの圧力も添加したエチレングリコール
の蒸気圧以上に設定する。プラント全体の温度制御に置
いても特に連絡管６のラインの温度管理が可能なように
構成する。さらに添加後のプロセスの液中に良好に分散
するようにスタティクミキサやインラインミキサーを取
り付ける場合がある。また、ポリエステルを製造するに
際し、通常用いられる各種添加剤、例えば、酸価防止
剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤などを添加することは何
等問題はない。
水は水蒸気となり、気化したＥＧ蒸気と気相部５を形成
する。このときの推奨すべき反応条件としては温度は２
４０℃から２９０℃で加圧条件が望ましい。特に温度は
２７０℃から２９０℃、圧力は１００ｋＰａ以下で反応
時間は２から３．５時間の範囲が良好な品質を得ること
が出来る。気相部５のガスはその上流側に設けられた精
留塔（図示せず）により水とＥＧとに分離され、水は系
外に除去され、ＥＧは再び系内に戻される。本発明の利
点としてエステル化工程を一つの反応器で処理すること
により精留塔の数を一つにすることが可能となり、精留
塔の制作経費だけでなく配管やバルブの数制御装置の数
などを削減でき大幅な装置コストの低減となる。品質面
からは最適なエステル化反応時間は２から３．５時間で
ある。エステル化反応槽３で所定の反応時間経過した処
理液は所定のエステル化率に到達し、連絡管６により初
期重合槽（第２反応器）７に供給される。連絡管には途
中添加装置１６が設けられる場合がある。この装置はエ
ステル化反応に寄与しない重合触媒や安定剤、添加剤等
をプロセスに投入するためのものであり、投入物の種類
に応じて複数台設置される。特に色調調整剤としてエチ
レングリコールに分散させた二酸化チタンを途中添加す
る場合、連絡管６内の処理液の温度はプロセスラインの
許容最低温度（推奨すべき温度は２６０℃から２７０
℃）とし、ラインの圧力も添加したエチレングリコール
の蒸気圧以上に設定する。プラント全体の温度制御に置
いても特に連絡管６のラインの温度管理が可能なように
構成する。さらに添加後のプロセスの液中に良好に分散
するようにスタティクミキサやインラインミキサーを取
り付ける場合がある。また、ポリエステルを製造するに
際し、通常用いられる各種添加剤、例えば、酸価防止
剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤などを添加することは何
等問題はない。
【００１７】この後、処理液は重合工程へと行くが、実
施例では重合工程を初期重合工程と最終重合工程の２槽
で構成した例で説明するが、本発明の構成を何ら限定す
るものではない。処理液は熱交換器８により所定の反応
温度に加熱され重縮合反応を行い重合度を上昇させる。
このときの反応条件としては２７０度から２９０度で圧
力は２６６Ｐａから１３３Ｐａで重合度２０から４０程
度まで反応させる。本実施例で示した初期重合槽は撹拌
翼を持たない反応器を用いて説明しているがこの反応器
を限定するものではない。しかし、初期重合段階におい
ては反応は重合反応速度が反応の速度の律束となってい
る段階であり反応に必要な熱量を十分に供給すれば反応
は順調に進行していく。この観点から処理液は撹拌翼で
不必要な撹拌作用を受ける必要はなく重縮合反応によっ
て生成するＥＧが系外に離脱するだけでよい。このよう
な操作に最適な反応器としては特願平８−２３３８５５
に示す様な装置が望ましい。
施例では重合工程を初期重合工程と最終重合工程の２槽
で構成した例で説明するが、本発明の構成を何ら限定す
るものではない。処理液は熱交換器８により所定の反応
温度に加熱され重縮合反応を行い重合度を上昇させる。
このときの反応条件としては２７０度から２９０度で圧
力は２６６Ｐａから１３３Ｐａで重合度２０から４０程
度まで反応させる。本実施例で示した初期重合槽は撹拌
翼を持たない反応器を用いて説明しているがこの反応器
を限定するものではない。しかし、初期重合段階におい
ては反応は重合反応速度が反応の速度の律束となってい
る段階であり反応に必要な熱量を十分に供給すれば反応
は順調に進行していく。この観点から処理液は撹拌翼で
不必要な撹拌作用を受ける必要はなく重縮合反応によっ
て生成するＥＧが系外に離脱するだけでよい。このよう
な操作に最適な反応器としては特願平８−２３３８５５
に示す様な装置が望ましい。
【００１８】反応により発生するＥＧは減圧雰囲気に保
たれた気相部９で気化し、その上流側に設けられたコン
デンサーで凝縮した後に系外へ排出される。本発明の利
点として初期重合工程を一つの反応器で処理することに
よりコンデンサーの数を一つにすることが可能となり、
コンデンサーの制作経費だけでなく配管やバルブの数制
御装置の数などを削減でき大幅な装置コストの低減とな
る。初期重合槽（第２反応器）７で所定の反応時間を経
過した処理液は連絡管１０により最終重合機（第３反応
器）１１に供給される。最終重合機では中心部に撹拌軸
の無い撹拌翼１２により良好な表面更新作用を受けなが
らさらに重縮合反応を進め重合度を上昇させ目的の重合
度のポリマーを製造する。最終重合機（第３反応器）と
して最適な装置としては日本国出願特許、特願平８−２
３３８５７に記載の装置が表面更新性能、消費動力特性
が最も優れている。また、処理液の粘度範囲が広いので
従来、２槽に分割したりして処理していたものを一台の
装置で可能となり大幅な装置コストの低減となる。品質
面から重合工程全体の滞留時間は２から４時間が最適な
範囲である。
たれた気相部９で気化し、その上流側に設けられたコン
デンサーで凝縮した後に系外へ排出される。本発明の利
点として初期重合工程を一つの反応器で処理することに
よりコンデンサーの数を一つにすることが可能となり、
コンデンサーの制作経費だけでなく配管やバルブの数制
御装置の数などを削減でき大幅な装置コストの低減とな
る。初期重合槽（第２反応器）７で所定の反応時間を経
過した処理液は連絡管１０により最終重合機（第３反応
器）１１に供給される。最終重合機では中心部に撹拌軸
の無い撹拌翼１２により良好な表面更新作用を受けなが
らさらに重縮合反応を進め重合度を上昇させ目的の重合
度のポリマーを製造する。最終重合機（第３反応器）と
して最適な装置としては日本国出願特許、特願平８−２
３３８５７に記載の装置が表面更新性能、消費動力特性
が最も優れている。また、処理液の粘度範囲が広いので
従来、２槽に分割したりして処理していたものを一台の
装置で可能となり大幅な装置コストの低減となる。品質
面から重合工程全体の滞留時間は２から４時間が最適な
範囲である。
【００１９】以上の装置構成、製造条件において繊維用
のポリエチレンテレフタレートを製造すると従来の装置
構成と比較して、反応器の数が減少しているために全体
の反応時間を短縮できるので品質の良い繊維用のポリエ
チレンテレフタレートを製造でき、さらに製造設備の装
置の経費が節約出来るのと装置数の減少に伴い装置に付
随する蒸留塔やコンデンサーを減少させ、それらを連結
する配管や計装部品やバルブ類を大幅に節約できると共
に真空源や熱媒装置等のユーティリチィ関係費が大幅に
低下するのでランニングコストが安くなる利点がある。
のポリエチレンテレフタレートを製造すると従来の装置
構成と比較して、反応器の数が減少しているために全体
の反応時間を短縮できるので品質の良い繊維用のポリエ
チレンテレフタレートを製造でき、さらに製造設備の装
置の経費が節約出来るのと装置数の減少に伴い装置に付
随する蒸留塔やコンデンサーを減少させ、それらを連結
する配管や計装部品やバルブ類を大幅に節約できると共
に真空源や熱媒装置等のユーティリチィ関係費が大幅に
低下するのでランニングコストが安くなる利点がある。
【００２０】実施例 以下実施例を上げて本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例
での各特性は請求項に示した測定方法により求めたもの
である。
明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例
での各特性は請求項に示した測定方法により求めたもの
である。
【００２１】実施例１から４はポリエチレンテレフタレ
ートの生産量が６０から７０ｋｇ／ｈの条件で、連続製
造装置により実施したものである。表１に示した如く反
応条件と金属添加物の濃度を調整し、常法によりエステ
ル化反応、重縮合反応を実施したもので、その時の各反
応時間、温度、圧力、金属添加物濃度、ポリエステル組
成物の評価結果について示している。比較例１は反応圧
力が１１０ｋＰａの場合でその時の品質はＤＥＧ含有量
が高くなっている。
ートの生産量が６０から７０ｋｇ／ｈの条件で、連続製
造装置により実施したものである。表１に示した如く反
応条件と金属添加物の濃度を調整し、常法によりエステ
ル化反応、重縮合反応を実施したもので、その時の各反
応時間、温度、圧力、金属添加物濃度、ポリエステル組
成物の評価結果について示している。比較例１は反応圧
力が１１０ｋＰａの場合でその時の品質はＤＥＧ含有量
が高くなっている。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ポリエステルの連続製
造設備をエステル化工程、前重合工程、最終重合工程の
３つの反応器とすることと重合触媒としてＳｂ化合物、
コバルト化合物、リン化合物、Ｔｉ化合物を特定量添加
することにより色調の優れたポリエステルを製造するこ
とが出来、このポリエステルは繊維用として有用であ
る。また、エステル化工程の反応時間を２から３．５時
間、反応温度を２７０℃から２９０℃、圧力を１００ｋ
Ｐａ以下にすることにより色調の優れた、糸切れの少な
い繊維用のポリエステルを製造することが出来、しかも
装置全体の効率を向上し、工場設備のエネルギー節約に
より経済的に操作するものである。
造設備をエステル化工程、前重合工程、最終重合工程の
３つの反応器とすることと重合触媒としてＳｂ化合物、
コバルト化合物、リン化合物、Ｔｉ化合物を特定量添加
することにより色調の優れたポリエステルを製造するこ
とが出来、このポリエステルは繊維用として有用であ
る。また、エステル化工程の反応時間を２から３．５時
間、反応温度を２７０℃から２９０℃、圧力を１００ｋ
Ｐａ以下にすることにより色調の優れた、糸切れの少な
い繊維用のポリエステルを製造することが出来、しかも
装置全体の効率を向上し、工場設備のエネルギー節約に
より経済的に操作するものである。
【図１】本発明によるポリエチレンテレフタレートの製
造方法が使用される装置構成の一例を示すフロー図であ
る。
造方法が使用される装置構成の一例を示すフロー図であ
る。
１…原料調整槽、２…原料供給ライン、３…エステル化
反応槽、４…熱交換器、５…気相部、６…連絡管、７…
初期重合槽、８…熱交換器、９…気相部、１０…連絡
管、１１…最終重合機、１２…撹拌翼、１３…ポリマ
ー、１４…撹拌動力源、１５…途中添加投入ライン、１
６…途中添加装置。
反応槽、４…熱交換器、５…気相部、６…連絡管、７…
初期重合槽、８…熱交換器、９…気相部、１０…連絡
管、１１…最終重合機、１２…撹拌翼、１３…ポリマ
ー、１４…撹拌動力源、１５…途中添加投入ライン、１
６…途中添加装置。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０１Ｆ 6/62 ３０６ Ｄ０１Ｆ 6/62 ３０６Ｇ (72)発明者 佐世 康成 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 鈴木 宙夫 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 小田 親生 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 Ｆターム(参考） 4J029 AA03 AB04 AC01 AD01 AD02 AD10 AE02 BA03 CB06A JA091 JB171 JC581 JF323 JF471 JF571 KB25 KC01 KD01 KD05 KD17 KE03 KE07 4L035 EE20 GG01 HH10
Claims (10)
- 【請求項１】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 １２０＜Ｓｂ＜３８０ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２５ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項２】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 １５０＜Ｓｂ＜３４０ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２５ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項３】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 ２００＜Ｓｂ＜３００ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２５ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項４】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 １５０＜Ｓｂ＜３４０ （１） １０＜Ｐ＜３０ （２） ０≦Ｃｏ＜２５ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項５】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 １５０＜Ｓｂ＜３４０ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２０ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項６】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 １５０＜Ｓｂ＜３４０ （１） １０＜Ｐ＜３０ （２） ０≦Ｃｏ＜２０ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項７】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 ２００＜Ｓｂ＜３００ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２５ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項８】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 １００＜Ｓｂ＜３００ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） ０≦Ｃｏ＜２０ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項９】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とグ
リコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下の
オリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステル
化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７０
から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程からな
り、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）、（４）に示す濃
度の金属化合物を添加することにより、極限粘度０．５
１〜０．８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏ
ｎ）、ポリエステル組成物中のジエチレングリコール濃
度１．６ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポ
リエステルを製造することを特徴とするポリエステルの
連続製造方法。 ２００＜Ｓｂ＜３００ （１） １０＜Ｐ＜３０ （２） ０≦Ｃｏ＜２０ （３） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （４） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出、酸価はベン
ジルアルコールを溶媒とし、２００℃、５分加熱溶解
し、中和滴定により測定、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）はポリマーをＫＯＨメタノール溶液で加熱、加水分
解後、試料溶液をガスクロマトグラフィーにて分析後、
ＤＥＧ含有量を定量した。カラー値は日本電色工業製、
ＳＥ２０００により測定したものである。 - 【請求項１０】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体と
グリコール類とを反応させて、平均重合度３から７以下
のオリゴエステルまたはポリエステルを製造するエステ
ル化反応工程、該成生物を重縮合させて、平均重合度７
０から１３５まで重縮合反応させる重縮合反応工程から
なり、エステル化反応工程の滞留時間を２から３．５時
間、反応温度２７０℃から２９０℃、反応圧力を１００
ｋＰａ以下とし、重合反応工程に至る前の工程におい
て、下記式の（１）、（２）、（３）に示す濃度の金属
化合物を添加することにより、極限粘度０．５１〜０．
８（ｄｌ／ｇ）、酸価２０〜５０（当量／ｔｏｎ）、ポ
リエステル組成物中のジエチレングリコール濃度１．６
ｍｏｌ％以下、カラーＬ値７２以上の繊維用ポリエステ
ルを製造することを特徴とするポリエステルの連続製造
方法。 １２０＜Ｓｂ＜３８０ （１） １０＜Ｐ＜５０ （２） １８００＜Ｔｉ＜２５００ （３） ただし、上記の濃度はポリマー１０6ｇ当たりの金属重
量（ｇ）を示す。上記極限粘度はフェノール５０ｗｔ
％、テトラクロルエタン５０ｗｔ％を溶媒としオストワ
ルド粘度計を用いて３０℃で測定して算出したものであ
り、酸価はベンジルアルコールを溶媒とし、２００℃、
５分加熱溶解し、中和滴定により測定したものであり、
ジエチレングリコール（ＤＥＧ）はポリマーをＫＯＨメ
タノール溶液で加熱、加水分解後、試料溶液をガスクロ
マトグラフィーにて分析後、ＤＥＧ含有量を定量したも
のであり、カラー値は日本電色工業製、ＳＥ２０００に
より測定したものである。
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|---|---|---|---|
| JP10267704A JP2000095851A (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | ポリエチレンテレフタレートの製造方法 |
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