JP2000501768A - ポリエステルプレポリマーの合成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. ポリエステルプレポリマーを合成する連続プロセスであって、 (a)カルボキシル含有量が約400ないし約1200meq/kgで、かつ 重合度が約2ないし約15であるエステル化材料を形成するために、分子量が4 00未満で、かつ脂肪族および脂環式のジオールから選択されるジオールでもっ て、分子量が300未満である脂肪族または芳香族系の二酸から選択される一つ の二酸をエステル化反応器内でエステル化する工程と、 (b)圧力の範囲が約24.7psiaないし189.7psia(170k Paないし1310kPa)であり、かつ温度範囲が約200℃ないし約350 ℃であるジオール取り込み反応器へ、前記エステル化材料の流量の約0.5%な いし約15%の流量でもってジオールを連続供給し、さらに前記ジオール取り込 み反応器内で前記ジオールと前記エステル化材料とを少なくとも15秒間にわた って反応させることで前記ジオールを前記エステル化材料に取り込み、前記ジオ ール取り込み反応器に入ってる前記エステル化材料よりも約25ないし約300 meq/kg低いカルボキシル含有量と約2ないし約7の重合度とを有する反応 生成物を得る工程と、 (c)加熱した減圧装置に前記反応生成物を連続的に通過させることで、ジオ ールおよび他の揮発性縮合生成物を気化させる工程と、 (d)約2ないし約50段を備えるカラム反応器に前記反応生成物を送る一方 で、向流かつ連続的に約0.02ないし0.75(kg不活性ガス)/(kgボ トムス生成物)の流量で主として不活性ガス流を前記カラム反応器の底部に供給 する工程であって、前記カラム反応器に入るときの前記不活性ガスの最小温度は 、前記カラム反応器の底部から除去したプレポリマーの凝固点を上回る約5℃よ りも高く、また前記反応生成物の流量は、前記カラム反応器内での滞留時間が少 なくとも2分となる流量とする工程と、 (e)前記カラム反応器からガス流を回収し、さらに該ガス流から水、ジオー ル、低分子量固形物、および反応分解物を除去する行程と、 (f)前記カラム反応器から、前記エステル化反応由来の前記エステル化材料 よりも低いカルボキシル含有量と高い重合度とを持つポリエステルを回収し、そ れによって前記カルボキシル含有量は、前記ジオール取り込み反応器に入る前記 エステル化材料よりも約25ないし約800meq/kg低い範囲であり、また 前記重合度は約10ないし約30であることを特徴とするポリエステル・プレポ リマーを合成する連続プロセス。 2. 前記二酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、コハク酸、およ びナフタレンジカルボン酸からなる群から選択される請求項1のプロセス。 3. 前記ジオールは、エタンジオール、プロパンジオール、ブタンジオール、 およびジメチロールシクロヘキサンからなる群から選択されることを特徴とする 請求項1のプロセス。 4. さらに、 (i) 工程(e)の前記カラム反応器の最上部にあるガス流から回収されるジオ ールおよび低分子量固形分を収集し、それらを再利用するためにエステル化反応 器に送る工程と、 (ii)水、ジオール、低分子量固形分、および分解反応生成物が除去された工程 (e)からのガス流を次に熱交換器に送り、最終的に前記カラム反応器の底部に 送る工程とを有することを特徴とする請求項1のプロセス。 5. 前記ジオール取り込み反応器は、1以上の管形パイプライン反応器、連続 攪拌反応器、攪拌混合機、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される ことを特徴とする請求項1のプロセス。 6. 工程(e)は、 (i) 凝縮器を備えた蒸留カラムに前記カラム反応器の最上部にあるガス流を連 続的に送る工程と、 (ii)ジオール、水、溶解低分子量固形物、および分解生成物を含む前記蒸留カ ラムからのボトムス生成物を除去し、必要に応じて中間精製を行い、つづいて再 利用するために先のエステル化反応器へ送る工程と、 (iii) 前記凝縮器から、主に水からなる液体生成物を除去して前記液体生成物 の一部を還流することで先の前記蒸留カラムへ還す工程と、 (iv)前記凝縮器から、主に不活性ガスからなる蒸気生成物を熱交換器へ送り、 最終的に前記向流カラム反応器の底部に送る工程と、 を有することを特徴とする請求項1のプロセス。 7. 先の前記エステル化反応器および(または)前記ジオール取り込み反応器 で再利用するために、前記蒸留カラムからジオールに富んだ側留を回収する工程 を、さらに有することを特徴とする請求項4のプロセス。 8. 工程(e)は、 (i) 前記向流カラム反応器の最上部に存在するガス流を連続的に吸収体カラム に送る工程と、 (ii)使用されていないジオールを前記吸収体の最上部に連続的に供給する工程 と、 (iii) ジオール、水、溶解低分子量固形物、および分解生成物を含むボトムス 生成物を除去し、再利用のために先の前記エステル化工程へ送る工程と、 (iv)前記吸収体カラムから、主に不活性ガスからなる蒸気生成物を熱交換器へ 送り、最終的に前記向流カラム反応器の底部に送る工程と、 を有することを特徴とする請求項1のプロセス。 9. 前記凝縮器に存在するガス流から蒸気副生物を、 (i) 冷却器を介して前記凝縮器からのガス流を連続的に上に向けて吸収体の中 を通し、前記吸収体の最上部から送出する工程と、 (ii)再利用のために、前記吸収体の最上部からのガス流を加熱後に前記カラム 反応器の底部へ送る工程と、 (iii) 溶解した揮発性副生物を吸収するために、前記吸収体の最上部に使用さ れていないジオールを連続的に供給する工程と、 (iv)前記吸収体の底部からジオールおよび溶解した揮発性副生物を除去し、そ れらを前記エステル化反応器へ送る工程と、 を有することを特徴とする請求項4、請求項5、または請求項6のプロセス。 10. 前記冷却器に存在する不活性ガスの温度は、約45℃以下、さらに前記 吸収体に送られた使用されていないジオールの温度は、凝固点が40℃を下回る ジオールに関しては約40℃以下とすることを特徴とする請求項9のプロセス。 11. 工程(a)、(b)、および/または(c)において、ブタンジオール 異性体、プロパンジオール異性体、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメ タノール、ポリエチレングリコール、およびそれらの混合物からなる群から選択 されるジオールを最大10%まで添加する工程をさらに有し、また前記カラムの 底部に供給された不活性ガスの温度は、結果として生ずるプレポリマーの凝固点 よりも少なくとも5℃高い温度であることを特徴とする請求項1または請求項2 または請求項3または請求項4または請求項5または請求項6または請求項7ま たは請求項8のプロセス。 12. 工程(a)、(b)、および/または(c)において、再修正生物の特 性を修飾するために、3以上のヒドロキシル基および/または1 以上の酸または 無水物分岐剤を有する1以上のポリオールを重量で最大10%まで添加する工程 をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3または 請求項4または請求項5または請求項6または請求項7または請求項8のプロセ ス。 13. 工程(a)、(b)、および/または(c)において、イソフタル酸、 2,6ナフタレンジカルボキシル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アゼライン 酸、グルタル酸、またはそれらの混合物からなる群から選択される二酸を重量で 最大10%まで添加する工程をさらに有し、また前記カラムの底部に供給された 不活性ガスの温度は、結果として生ずるプレポリマーの凝固点よりも少なくとも 5℃高い温度であることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3ま たは請求項4または請求項5または請求項6または請求項7または請求項8のプ ロセス。 14. 工程(a)、(b)、および/または(c)において、4ないし38の 炭素原子を持つアルキルジカルボキシル酸、8ないし20の炭素原子を持つアリ ールジカルボキシル酸、およびそれらの混合物からなる群から選択される二酸を 重量で最大10%まで添加する工程をさらに有し、また前記カラムの底部に供給 された不活性ガスの温度は、結果として生ずるプレポリマーの凝固点よりも少な くとも5℃高い温度であることを特徴とする請求項1または請求項2または請求 項3または請求項4または請求項5または請求項6または請求項7または請求項 8のプロセス。 15. 前記カラム反応器の底部に供給されたガスは、前記カラム反応器の底部 から、約0.02ないし約0.75(kgガス)/(kgボトムス生成物)の範 囲の流量で供給されることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3 または請求項4または請求項5または請求項6または請求項7または請求項8の プロセス。 16. 前記カラム反応器内の段は、瀘板、溝板、泡鐘段、弁帽段、およびそれ らの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項1または請求 項4のプロセス。 17. 前記カラム反応器は、3から25の段を有することを特徴とする請求項 1または請求項4のプロセス。 18. 1以上のジオール、二酸、またはそれらの混合物、およびそれらの反応 生成物を、前記カラム反応器の最上段の下に添加することを特徴とする請求項1 または請求項4のプロセス。 19. 1以上のポリマー修飾剤を前記カラムの最上段の下に添加することを特 徴とする請求項1または請求項4のプロセス。 20. 前記修飾剤は、ジエチレングリコールであることを特徴とする請求項1 9のプロセス。 21. 1以上の触媒をエステル化、ジオール取り込み、または重縮合を補助す るために使用することを特徴とする請求項1または請求項4のプロセス。 22. 前記最上トレー上の液深は、約0.05メートル以下であることを特徴 とする請求項1または請求項4のプロセス。 23. 合成された前記プレポリマーは、ポリ(エチレンテレフタレート)であ り、前記二酸はテレフタル酸であり、さらに前記ジオールはエチレングリコール であることを特徴とする請求項1のプロセス。
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