JPH04505031A - 高分子量ポリエステル樹脂の連続製造方法 - Google Patents

高分子量ポリエステル樹脂の連続製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高分子量ポリエステル樹脂の連続製造方法本発明は、低分子量を有するポリエス テル樹脂から高分子量のポリエステル樹脂を製造する方法に関する。
具体的に、本発明は、高粘性の達成を促進するために適合した添加剤とポリエス テル樹脂を溶融状態で配合し、粒質物に変換し、その後固体状態の重縮合反応器 で処理する方法に関する。
このような方法は、アメリカ特許第４，１４７，７３８号で知られているが、そ の場合添加剤は芳香族ポリカルボネートである。この既知方法では、促進剤が分 枝コポリエステルと配合されている。
アメリカ特許第４．１３２．７０７号により、適当な高溶融粘度を有する分枝コ ポリエステルを得るために分枝成分をポリ（１，４−ブチレンテレフタレート） （ＰＢＴ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびＰＢＴの混合物 と配合することが知られている。
本発明の目的は、既知方法の速度と比較した場合固体状態重縮合の改良速度（ｕ ｐｇｒａｄｉｎｇ　ｋｉｎｅｔｉｃ）のより高い増加を得ることができる新規方 法を提供するものである。
本発明によると、本目的は樹脂を芳香族テトラカルボン酸の二無水物と配合する ことにより達成される。
二無水物は、ピロメリット酸二無水物、ペンゾフエノンニ無水物、２．２−ビス （３，４−ジカルボキシフェニル）プロノ寸ンニ無水物、３、３’、　４．４° −ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（３゜４−ジカルボキシフェニル ）エーテルニ無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）チオエーテルニ無 水物、ビスフェノールＡピスエーテルニ無水物、２．２−ビス（３，４−ジカル ボキシフェニル）へキサフルオロブロバンニ無水物、２．３，６．７−ナフタレ ンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン ニ無水物、１，２，５．６−ナフ　／ンテトラカルボン酸二無水物、２．２’、 　３．３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ヒドロキシンビスエーテル ニ無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホキ／ビニ無水物、３， ４，９．１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物およびその混合物からなる群 から選択されるのが好ましい。
二無水物はピロメリット酸二無水物、３．３’−４，４’−ベンゾフェノンテト ラカルポン酸二無水物およびその混合物が特に最も好ましい。
具体的にはピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）の使用が好ましい。
「ポリエステル樹脂」の語は、コポリエステル樹脂も意味する。
本方法は、射出成形、吹込成形、押出に使用され、溶融紡糸により得られる糸の 製造に有用であるアルキレンテレフタレートおよびコポリ（アルキレンテレフタ レート）に特に有利である。
ポリエステル樹脂と二無水物との配合は、ポリマーまたはコポリマーの融点によ って異なるが２００’−３５０°Ｃの温度で、逆転部かみ合いベント式ツインス クリュー押出機で実施するの力（好ましく１゜上記の種の押出機の使用は溶融時 の二無水物の良好な分散を実現し、その高反応性のために二無水物が局所的に高 濃度になる問題を排除できる。この種の押出機の混合効果は指数的性能を達成し 、押出機中での非常に短い滞留時間を可能とする。
本発明の方法は、具体的には高粘性ＰＥＴまたはＣ０ＰＥＴ類の製造に適する。
既知方法は与えられた固体状態温度に要する（固体状態の重縮合反応器での滞留 時間である）改良時間が高固体状態温度でも非常に長いという欠点を有する。し かしながら、２２０　’Ｃのような高温度の使用は溶融温度が２５０℃より高い ＰＥＴまたはＣ０ＰＥＴ類の場合に限定される。溶融温度が２５０’Ｃ未満のＣ ０ＰＥＴ類の固体状態での処理は２００’Ｃより低い反応温度を使っての連続重 縮合方法のみに可能である。このことから極限粘度数ｒ、ｖ。
が約０．６ｄｌ／ｇである樹脂から開始して最終極限粘度数０．　８−１．１ｄ ｌ／ｇを得るために固体状態重縮合反応器中１５−３８時間の生成物の滞留時間 が必要である。高反応器温度の使用は反応器中でのＣ０ＰＥＴ類の粘着および製 造方法の遮断を導く。
本発明の方法では、僅か２−５時間の重縮合反応器中の滞留時間でＩ、Ｖ、の同 様な増加を得ることが可能であり、製造プラントの生産力も増加する。
本発明による方法は連続的に、すなわち溶融重合と配合段階との間の遮断なしに 実施され得る。この場合、押出機には溶融低分子量ポリエステル樹脂を直接供給 する。
これとは反対に、押出機には別のプラントで製造される固体ポリエステル粒質物 を供給することができる。
押出機は反応混合物の脱蔵およびアセトアルデヒドの低含有の樹脂を得るために ２トールより高い真空を維持する高真空オイルシールポンプに連結するのが好ま しい。
ポリエステル樹脂に対するＰ　Ｍ　Ｄ　Ａの最適濃度は、０．　１−１ｆｉ量％ が好ましいが、それより低いまたは高い濃度も同様に使うことができる。
押出機中の滞留時間は３０−１２０秒であるのが好ましく、溶融物温度はポリエ ステルまたはコポリエステルの融点および使用した二無水物の種類に関係し、２ ００’−３００℃からなるのが好まし溶融物中でのＰＭＤＡの濃度が局所的にラ ンダムになるのを防ぐために、結晶ＰＥＴ粉末でＰＭＤＡ　（ＰＭＤＡ１部対Ｐ ＥＴ粉末５部）を希釈するのが望ましい。この方法は、溶融物中のＰＭＤＡの均 一な分布を確保し最終生成物極限粘度数の良い再現性およびゲル形成阻害を導く 。
二軸スクリュー押出機から出る反応溶融物は市販水中ペレタイザー系またはスト ランドペレタイザー系を使用して連続的にベレット化する。
本発明によると、ペレットの大きさは最終極限粘度数に影響を与えない。
本発明の方法は粉砕したびんからの再循環ＰＥＴの改良に特に有用である。
次の実施例は本発明を−２明するが、本発明はこれにより限定されるものではな い。
実施例１ アセトアルデヒド９０ｐｐｍを含むＰＥＴ−溶融物（１，Ｖ、＝０゜５７ｄ　ｌ ／ｇ）２０ｋｇ／ｈをＰＥＴ−溶融ノ寸イロソトプラントの仕上剤からガス抜き 可能な逆転非かみ合い二軸押出機に連続的に供給した。結晶ＰＥＴ粉末中にピロ メリ・ノド酸二無水物を２０％重量含む混合物６００ｇ／ｈ（ＰＥＴ粉末の１． Ｖ、＝０．５８ｄｌ／ｇ）を重量計量供給装置を使用して押出機に供給した。試 験条件は以下の通りである。
−ＰＥＴ−溶融物中ピロメ！ルソト酸二無水物＝０．６重量％−　スクリュー速 度：５００ＲＰＭ −長さ一直径割合（Ｌ／Ｄ）：　４８ −　バレル態度：２８２℃ −生成物溶融温度：２９８−３０２゜ −平均滞留時間：３５−５０秒 −真空：１５０−１７０トール 単孔のあるダイを押出機グイとして使用した。
０．６：０，０２ｄｌ／ｇの極限粘度数もつ円筒形を有するＰＥＴ−チップを得 るために使用した。
ＰＥＴ−チップは試験中４．５−７．２ｐｐｍのアセトアルデヒド含量をもって いた。生成物のＩ、Ｖ、は２週間の試験期間中一定であった。
生成物の融点は２５６℃であった。
本発明により改質したＰＥＴ−チップをその後ヨーロッパ特許出願第ＥＰ８６８ ３０３４０．５号による固体状態重縮合パイロットプラントに連続的に供給した 。固体状態の温度は２０２°Ｃで滞留時間は５時間であった。改良生成物のＩ、 Ｖ、は１．１６±０．０２２ｄｌ／ｇであった。このことは改質ＰＥＴの改良速 度が１時間あたりＩ、Ｖ、／ｌ＝０．１０８ｄｌ／ｇであることを意味する。生 成物はゲルがなく、０．５ｐｐｍのアセトアルデヒド含量を有し、直接押出吹込 によりパッケージ容器（実施例４参照）にすることができる。これと比較すると 、未改質の樟準ＰＥＴの改良速度を同じ温度（２０３℃）は１時間当たり０．０ １３ｄｌ／ｇであった。
実施例２ 実施例１と同じ条件を使用し、ただピロメリット酸二無水物の量をＰＥＴ−溶融 物に関して変化させた。結果を第１表に要約する。
第１表 ＰＥＴ−溶融物中のピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）の重量％に対して示し た固体状態重縮合における改質ＰＥＴの極韻粘度数改良速度。開始極限粘度数＝ ０．６２ｄｌ／ｇ２．１　０．６％　２０２　５　１．１６　０．１０８２．２ 　０．４５％　２０２　５　０．８８５　０．０５３２Ｊ　Ｏ，３％　２０２　 ５　０．７９４　０．０３４ｇ２．４　０．１％　２１６　５　０．７８　０． ０３２ＰＭＤＡなしの比較試験。開始１．Ｖ、＝０．　５７ｄ　ｌ／ｇ２．５　 ０．００　２０２　５　０．６３５　０．０１３２．６　Ｑ、ＯＱ　２１６　５ 　０．６８５　０．０２３実施例３ これらの試験は実施例１と同様の方法で実施した。フポリエチレンーテルフタレ ートーイソフタレート溶融物をポリエチレンテレフタレート溶融物のかわりに使 用した。第２表ではコポリエチレン−チルフタレート−イソフタレート中の総酸 成分に対するイソフタル酸のモルパーセントを変化させたコポリエステルを使用 して実施した。
第２表 固体状態重縮合の改質コポリエチレン−チルフタレート−インフタレート（ＣＯ ＰＥＴ−Ｔ　ＰＡ）の極限粘度数改良速度。（ＣＯＰＥＴ−ＩＰＡ）溶融物中で のピロメリット酸二無水物の重量％＝０゜６％。開始極限粘度数＝０．５９ｄｌ ／ｇ３．１　７％　２３４　１８１ ３．２　１０％　２２７　１８１ ３．１　５　０．９２５　２３２　０．０６７３．２　５　０．９９　２２５　 ０．０８実施例４ １、Ｖ、＝１．１６ｄｌ／ｇである本発明により改質した改良ＰＥＴをフラット 鉱水ｌリットルびんの連続製造のために使用した。５ＩＤＥＬ　ＤＳＬ２Ｃ吹込 成形機を適用した。スクリュ一温度を２８０℃にし、吹込圧力を３．　８−４． 　０バールにした。
３４．５−３５．５ｇのびんの重量は８時間一定であった。
びんはゲルがなく透明で、無色でつやがあった。
びんは２４．３−２５．２ｋｇ／ａｍ２の最大鉛直荷重を示した。
びんの充填空積のアセトアルデヒド含量は２．７μｇ／Ｉであった。
実施例５ 実施例４と同じ条件で、１．Ｖ、＝０．７９ｄｌ／ｇを有する改質改良ＰＥＴを 使用してきた。
上記樹脂により得られたびんは２１．２−２２．３ｋｇ／ｃｍ’の最大鉛直荷重 を示した。
びんの充填空積のアセトアルデヒド含量は２，４μｇ／Ｉであった。
実施例６ 実施例Ｉと同じ条件（改良温度＝２０２℃）で、３．３’、４．４’−ベンゾフ ェノンテトラカルボン酸二無水物（９点−２２８℃）ヲＰＥＴ樹脂に対して０． ９８％のａ度で使用した。押出段階後の■。
Ｖ、は０．６４６　＋／ｇで、最終１．Ｖ、（５時間重縮合）ハ１．３６＋０． ０２２ｄｌ／ｇであツタ。Ｉ、Ｖ、増加対時間は０．１４４実施例７ 実施例１と同じ条件であるが、ただし押出機の真空度を変化させてＰＭＤＡとＰ ＥＴ樹脂との配合の間２０−２５１−−ルにした。
二軸スクリュー押出機で配合した後改質ＰＥＴの１．Ｖ、は０．　７８±０．０ ２６１／ｇであった。
全ての生成物は固体状態重縮合改良後ｏ、５ｐｐｍ未満のアセトアルデヒド含量 を示した。
次の表は改質生成物の改良速度の値を示す。
第３表 ７．１　１７０’−８時間　０．９６６　０．０２３７、．２　１９５°−４時 間　１．２２　０．１１０７．３　’　２０２°−３時間　１．３６　０．１’ ９５実施例、８（比較例） 実施例１と同じ条件（改良温度２０２℃）で３種の異なった既知添加剤をＰＥＴ と配合した。
試験結果を第４表に要約し、本発明で得られた結果と比較すると改良速度がかな り遅いことが明らかに示された。
第４表 試験８．１　０．８　０，５７　０．６２５　０，７４５　０．０２４試験８． ２０．８０．５７　Ｄ、　６１　０．７１５　０．０２１無水物 試験＆３　０．６　０．５７　０．６２　０．７４５　０．０２５極限粘度数を ２５°Ｃの温度でフ二／−ル／テトラクロロエタン重量比６０：４０の溶液１０ ０ｍ１中ポリエステルペレノト０．５ｇの溶液について測定した。遊離アセトア ルデヒド含量は前記のＤＥ−〇Ｓ　２８３４　１６２に記載されたようなガスク ロマトグラフィー法で検出した。
容器中のアセトアルデヒドの含量（充填空積法）をアメリカ特許第４，７６４． ３２３号に記載された方法を使用して検出した。
国際調査報告 ＮＬ　９０００１５２

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）高粘性の達成を促進するのに適合した添加剤を溶融状態で樹脂とを配合し 、粒質物に変換し、その後固体状態重縮合反応器中で処理する、低分子量を有す るポリエステル樹脂から高分子量のポリエステル樹脂の製造方法において、添加 剤が芳香族テトラカルボン酸の二無水物であることを特徴とする方法。
  2. （２）添加剤がピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノン二無水物、２，２−ビ ス（３，４−ジスルボキシフェニル）プロパン二無水物、３，３′，４，４′− ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル） エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）チオエーテル二無水 物、ビスフェノールＡビスエーテル二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボ キフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテ トラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジ万ルボキシフェニル）スルホン二無 水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２′，３， ３′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ヒドロキノンビスエーテル二無水 物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホキシド二無水物、３，４，９ ，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物およびその混合物からなる基から選 択されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）添加剤がピロメリット酸二無水物または３，３′，４，４′−ベンゾフェ ノンテトラカルボン酸二無水物またはその混合物であることを特徴とする請求の 範囲第２項記載の方法。
  4. （４）配合が逆転非かみ合いベント式スクリュー押出機で実施されることを特徴 とする請求の範囲第１項記載の方法。
  5. （５）無水物をまずポリエステル粉末中に分散し、その後押出機に供給すること を特徴とする請求の範囲第４項記載の方法。
  6. （６）押出機の圧力が１５０トール未満であることを特徴とする請求の範囲第４ 項記載の方法。
  7. （７）押出機中の溶融ポリエステルの温度が２００°−３５０℃であり、押出機 中の滞留時間が３０−１２０秒であることを特徴とする請求の範囲第４項または 第５項に記載の方法。
  8. （８）押出機に供給された二無水物がポリエステル樹脂に対して０．１−１重量 ％であることを特徴とする請求の範囲第１−７項のいずれか１項記載の方法。
  9. （９）再循環ＰＥＴを芳香族テトラカルボン酸二無水物と溶融状態で配合し、粒 質物に変換し、その後固体状態重縮合反応器で処理することを特徴とする、特に 粉砕びんからの再循環ＰＥＴを改良する方法。
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