JPS5851017B2 - ポリ(1,4−ブチレンテレフタラ−ト)の固態重合法 - Google Patents
ポリ(1,4−ブチレンテレフタラ−ト)の固態重合法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08G63/20—Polyesters having been prepared in the presence of compounds having one reactive group or more than two reactive groups
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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- C08G63/78—Preparation processes
- C08G63/80—Solid-state polycondensation
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- Organic Chemistry (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高分子量のポリ(1・4−ブチレンテレフタラ
ート)の改良された製造方法に関するものである。
ート)の改良された製造方法に関するものである。
更に詳しく言えば、本発明は不活性ガスおよび少量の1
・4−ブタンジオールの存在下でポリ(1・4−ブチレ
ンテレフタラート)を型態重合させる新規な水沫に関す
る。
・4−ブタンジオールの存在下でポリ(1・4−ブチレ
ンテレフタラート)を型態重合させる新規な水沫に関す
る。
ポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)から製作され
た製品は、強度、靭性、耐溶剤性、光沢などの点で数多
くの優れた特性を有している。
た製品は、強度、靭性、耐溶剤性、光沢などの点で数多
くの優れた特性を有している。
かかる製品は一所望の形状に応じ、射出成形、回転成形
、吹込成形、押出成形などのごとき各種の公知技術によ
って製作され得る。
、吹込成形、押出成形などのごとき各種の公知技術によ
って製作され得る。
これらの技術中のあるもの、とりわけ吹込成形および押
出成形は、軟らかな予備成形状態における圧潰や破裂を
防止するため、溶融したポリ(1・4−ブチレンテレフ
タラート)が不十分に高い(たとえば1ooooポイズ
を越える)融解粘度を有することを必要とする。
出成形は、軟らかな予備成形状態における圧潰や破裂を
防止するため、溶融したポリ(1・4−ブチレンテレフ
タラート)が不十分に高い(たとえば1ooooポイズ
を越える)融解粘度を有することを必要とする。
しかるに、ポリエステル製造のために通例使用される伝
統的な塊状重合方法によってかかる高い融解粘度のポリ
(1・4−ブチレンテレフタラート)を得るには大きな
困難の伴なうことが判明した。
統的な塊状重合方法によってかかる高い融解粘度のポリ
(1・4−ブチレンテレフタラート)を得るには大きな
困難の伴なうことが判明した。
これは、恐らく、分子量を増大させるために1・4−ブ
タンジオールを排除しなげればならないにもかかわらず
、それの最後の痕跡量を高温で粘稠な溶融物から除去す
ることが困難なためである。
タンジオールを排除しなげればならないにもかかわらず
、それの最後の痕跡量を高温で粘稠な溶融物から除去す
ることが困難なためである。
大抵の場合、(フェノールとテトラクロルエタンとの6
0:40混合物中において30℃で測定された)固有粘
度は約0.2〜1.2dl/fのレベルに到達し、次い
で安定化するのであって、実際上の最大値は一般に0.
85〜1.0!Ml/グである。
0:40混合物中において30℃で測定された)固有粘
度は約0.2〜1.2dl/fのレベルに到達し、次い
で安定化するのであって、実際上の最大値は一般に0.
85〜1.0!Ml/グである。
また、融解粘度が10000ポイズを越えると重合体溶
融物を取扱ったり通常の塊状重合設備から取出したりす
ることが益々困難となり、そのため製品の劣化や変色を
もたらすことにもなる。
融物を取扱ったり通常の塊状重合設備から取出したりす
ることが益々困難となり、そのため製品の劣化や変色を
もたらすことにもなる。
固態重合はポリ(エチレンテレフタラート)の固有粘度
を増大させるための公知技術である。
を増大させるための公知技術である。
それに従って得られたポリエステルを使用すれば、強力
な工業用糸が製造される。
な工業用糸が製造される。
英国特許第1066162号明細書中には、真空中にお
いて線状ポリエステルをそれの熱分解点より低い温度に
加熱した場合、重合体の鎖同士の結合が起って分子量の
増大をもたらすことが明記されている。
いて線状ポリエステルをそれの熱分解点より低い温度に
加熱した場合、重合体の鎖同士の結合が起って分子量の
増大をもたらすことが明記されている。
とは言えかかる条件下では、鎖同士の結合による分子量
の増大と共に、エステル交換による望ましくない解重合
もまた起り易いことが知られている。
の増大と共に、エステル交換による望ましくない解重合
もまた起り易いことが知られている。
エッチ・ニー・ポール(H,A、 P ohl )は相
対的な分解速度を研究し、そしてエチレングリコールの
テレフタル酸ポリエステルの方がデカメチレングリコー
ルのテレフタル酸ポリエステルよりも遥かに安定である
ことを報告した(J、Am。
対的な分解速度を研究し、そしてエチレングリコールの
テレフタル酸ポリエステルの方がデカメチレングリコー
ルのテレフタル酸ポリエステルよりも遥かに安定である
ことを報告した(J、Am。
Chem、 Soc 、、73.5660.1951)
。
。
換言すれば、エチレングリコールのテレフタル酸ポリエ
ステルに比べると、デカメチレングリコールのテレフタ
ル酸ポリエステルは加熱時にガスを放出し、変色し、か
つ酸を遊離しながら遥かに容易に分解するのである。
ステルに比べると、デカメチレングリコールのテレフタ
ル酸ポリエステルは加熱時にガスを放出し、変色し、か
つ酸を遊離しながら遥かに容易に分解するのである。
ところで、米国羽許出願第415161号明細書中には
、(約1.05 dll 9以上の固有粘度に相当する
)極めて高い融解粘度を有するポリ(1・4−ブチレン
テレフタラート)の製造方法が記載されている。
、(約1.05 dll 9以上の固有粘度に相当する
)極めて高い融解粘度を有するポリ(1・4−ブチレン
テレフタラート)の製造方法が記載されている。
それに従えば、たとえば0.7〜1.0d13/?とい
う低い固有粘度を有する固体粒子状態のポリ(1・4−
ブチレンテレフタラート)を約150’Cより高くかつ
粒子の融点ないし粘着点より低い温度に加熱すればよく
、その場合の加熱時間は温度および所望の固有粘度に応
じて%時間から数日あるいはそれ以上にまでわたり得る
。
う低い固有粘度を有する固体粒子状態のポリ(1・4−
ブチレンテレフタラート)を約150’Cより高くかつ
粒子の融点ないし粘着点より低い温度に加熱すればよく
、その場合の加熱時間は温度および所望の固有粘度に応
じて%時間から数日あるいはそれ以上にまでわたり得る
。
かかるポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)はまた
少量の分岐成分を含有することが好ましい。
少量の分岐成分を含有することが好ましい。
上記のポールの報告を考え合わせると、ポリ(エチレン
テレフタラート)の場合よりも多数の炭素原子をアルキ
レン単位中に有するポリエステルが分解なしに加熱でき
ると判明したことは全く意外である。
テレフタラート)の場合よりも多数の炭素原子をアルキ
レン単位中に有するポリエステルが分解なしに加熱でき
ると判明したことは全く意外である。
その上ポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)の固態
重合をポリ(エチレンテレフタラート)の場合と比較す
ると、前者においては比較的低い温度および(高度の真
空下ではなく)大気圧の下で固有粘度の増大が迅速に起
ることも意外である。
重合をポリ(エチレンテレフタラート)の場合と比較す
ると、前者においては比較的低い温度および(高度の真
空下ではなく)大気圧の下で固有粘度の増大が迅速に起
ることも意外である。
とは言え、上記の方法に従って固体粒子状態のポリ(1
・4−ブチレンテレフタラート)を重合させた場合、個
々の粒子の外面上の重合体分子は個々の粒子の内部の重
合体分子よりも早く重合することが判明した。
・4−ブチレンテレフタラート)を重合させた場合、個
々の粒子の外面上の重合体分子は個々の粒子の内部の重
合体分子よりも早く重合することが判明した。
これは、重合副生物であるグリコールが粒子の表面はど
除去され易いからである。
除去され易いからである。
その結果、原料の本体が所望の程度まで重合する以前に
個々の粒子の「表層」がゲル化する傾向を示す。
個々の粒子の「表層」がゲル化する傾向を示す。
かかる不溶性かつ不融性のゲル化粒子が熱可塑性材料中
に存在すると、正常な加工操作が妨害を受ける上、成形
品の性質や外観も影響を受けるから不都合である。
に存在すると、正常な加工操作が妨害を受ける上、成形
品の性質や外観も影響を受けるから不都合である。
とりわけ分岐共ポリエステルの場合には、これが重大な
問題となることもある。
問題となることもある。
それ故、本発明の目的は制御された速度でポリ(1・4
−ブチレンテレフタラート)を固態重合させる方法を提
供することにある。
−ブチレンテレフタラート)を固態重合させる方法を提
供することにある。
また、高分子量のポリ(1・4−ブチレンテレフタラー
ト)を製造するために使用し得る固態重合方法を提供す
ることも本発明の目的を成す。
ト)を製造するために使用し得る固態重合方法を提供す
ることも本発明の目的を成す。
本発明の上記およびその他の目的は、以下に示される本
発明の説明および好適な実施例の記載を読めば容易に理
解されるはずである。
発明の説明および好適な実施例の記載を読めば容易に理
解されるはずである。
さて本発明に従えば、ポリ(1・4−ブチレンテレフタ
ラート)および少なくとも3個のエステル生成基を有す
る分岐成分をテレフタル酸単位の0.01〜3(モル)
%の割合で含有するそれの分岐共ポリエステルの両者中
から選ばれ、しかもフェノールとテトラクロルエタンと
の60:40混合物中における溶液として30℃で測定
した場合に約1.05dll?以上の固有粘度を有する
高融解粘度のポリエステルを製造するため、(a)フェ
ノールとテトラクロルエタンとの60 : 40混合物
における溶液として30℃で測定した場合に約0.1(
好ましくは約0.5)〜約1.0 dll ?の固有粘
度を有する対応ポリエステルを固体粒子状態に変え、そ
れから(b)固有粘度の所望の増大が得られるまで前記
ポリエステルの固体粒子を不活性ガスおよび少量の1・
4−ブタンジオールの存在下で150℃より高くかつ前
記ポリエステルの融点より低い温度に加熱することを特
徴とする固態重合方法が提供される。
ラート)および少なくとも3個のエステル生成基を有す
る分岐成分をテレフタル酸単位の0.01〜3(モル)
%の割合で含有するそれの分岐共ポリエステルの両者中
から選ばれ、しかもフェノールとテトラクロルエタンと
の60:40混合物中における溶液として30℃で測定
した場合に約1.05dll?以上の固有粘度を有する
高融解粘度のポリエステルを製造するため、(a)フェ
ノールとテトラクロルエタンとの60 : 40混合物
における溶液として30℃で測定した場合に約0.1(
好ましくは約0.5)〜約1.0 dll ?の固有粘
度を有する対応ポリエステルを固体粒子状態に変え、そ
れから(b)固有粘度の所望の増大が得られるまで前記
ポリエステルの固体粒子を不活性ガスおよび少量の1・
4−ブタンジオールの存在下で150℃より高くかつ前
記ポリエステルの融点より低い温度に加熱することを特
徴とする固態重合方法が提供される。
融解粘度は後記実施例中に規定された条件下で測定され
る。
る。
典型的には、「高融解粘度」の樹脂とは250℃で約7
500ポイズとりわけ約10000ポイズを越える融解
粘度を有するものである。
500ポイズとりわけ約10000ポイズを越える融解
粘度を有するものである。
一般的に言えば、かかる高融解粘度の樹脂は後述の条件
下で測定した場合に約1.1. dl/ ?を越える固
有粘度を有する。
下で測定した場合に約1.1. dl/ ?を越える固
有粘度を有する。
本発明に関与するポリエステル樹脂は、一般的に言えば
、1・4−ブタンジオールとテレフタル酸またはそれの
反応性誘導体(たとえばテレフタル酸ジメチル)との飽
和縮合生成物である。
、1・4−ブタンジオールとテレフタル酸またはそれの
反応性誘導体(たとえばテレフタル酸ジメチル)との飽
和縮合生成物である。
それらはまた、化学結合を介しての架橋やその他公知の
方式によって分岐していることが好ましい。
方式によって分岐していることが好ましい。
少量たとえば1・4−ブチレン単位全体の0.5〜15
(モル)%であれば、その他の脂肪族結合単位たとえば
2〜10個の炭素原子を有するジメチレン単位、トリメ
チレン単位、ヘキサメチレン単位、デカメチレン単位な
ど並びに環式脂肪族結合単位たとえば1・4−ジメチレ
ン−シクロヘキサン単位が含有されていてもよい。
(モル)%であれば、その他の脂肪族結合単位たとえば
2〜10個の炭素原子を有するジメチレン単位、トリメ
チレン単位、ヘキサメチレン単位、デカメチレン単位な
ど並びに環式脂肪族結合単位たとえば1・4−ジメチレ
ン−シクロヘキサン単位が含有されていてもよい。
また、やはり少量たとえば酸単位全体の約0.5〜約1
5(モル)%であれば、テレフタル酸単位以外のジカル
ボン酸単位たとえばアジピン酸単位、ナフタリンジカル
ボン酸単位、イソフタル酸単位、O−フタル酸単位など
が含有されていてもよい。
5(モル)%であれば、テレフタル酸単位以外のジカル
ボン酸単位たとえばアジピン酸単位、ナフタリンジカル
ボン酸単位、イソフタル酸単位、O−フタル酸単位など
が含有されていてもよい。
特に有用なのは、少なくとも3個のエステル生成基を有
する少量の分岐成分を含有したポリ(1・4−ブチレン
テレフタラート)の分岐共ポリエステルである。
する少量の分岐成分を含有したポリ(1・4−ブチレン
テレフタラート)の分岐共ポリエステルである。
分岐成分はポリエステルの酸単位部分およびグリコール
単位部分のいずれに分岐をもたらすものであってもよい
し、またそれらの混成物であってもよい。
単位部分のいずれに分岐をもたらすものであってもよい
し、またそれらの混成物であってもよい。
かかる分岐成分の実例としては、トリないしテトラカル
ボン酸(たとえばトリメシン酸やピロメリト酸)および
それらの低級アルキルエステルなど、好ましくはポリオ
ールとりわけテトロール(たとえばペンタエリトリット
)およびトリオール(たとえばトリメチロールプロパン
)、並びにジヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシジカル
ボン酸およびそれらの誘導体(たとえばヒドロキシテレ
フタル酸ジメチル)が挙げられる。
ボン酸(たとえばトリメシン酸やピロメリト酸)および
それらの低級アルキルエステルなど、好ましくはポリオ
ールとりわけテトロール(たとえばペンタエリトリット
)およびトリオール(たとえばトリメチロールプロパン
)、並びにジヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシジカル
ボン酸およびそれらの誘導体(たとえばヒドロキシテレ
フタル酸ジメチル)が挙げられる。
融解粘度の高いことが肝要であるような広範囲の用途に
適した最終特性が得られる点から見れば、かかる分岐共
ポリエステルは特に好適な出発原料である。
適した最終特性が得られる点から見れば、かかる分岐共
ポリエステルは特に好適な出発原料である。
その上、現在ではまだ解明されていない理由により、か
かる分岐共ポリエステルはやはり本発明方法において使
用可能な分岐なしの線状ポリエステルよりも早く高い固
有粘度に到達するように思われる。
かる分岐共ポリエステルはやはり本発明方法において使
用可能な分岐なしの線状ポリエステルよりも早く高い固
有粘度に到達するように思われる。
分岐成分の相対量は様々に変わり得るとは言え、少量た
とえば分岐共ポリエステル中のチルフタル酸単位100
モル当り最高5(モル)%までに保たれるのを常とする
。
とえば分岐共ポリエステル中のチルフタル酸単位100
モル当り最高5(モル)%までに保たれるのを常とする
。
好ましくは、エステル化混合物(そして一般には生成物
中)に含有される分岐成分の範囲はテレフタル酸単位の
0.01〜3(モル)%である。
中)に含有される分岐成分の範囲はテレフタル酸単位の
0.01〜3(モル)%である。
また、分岐成分がテレフタル酸単位の約0.02〜約1
(モル)%を占めれば特に好ましい。
(モル)%を占めれば特に好ましい。
本発明方法において使用されるポリエステル出発原料の
製造方法は当業者にとって公知である。
製造方法は当業者にとって公知である。
とりわけ、米国特許第3465319.
3047539および3692744号明細書中の記載
は有用である。
は有用である。
次に、若干の分岐共ポリエステルに関する手順を以下に
詳述しよう。
詳述しよう。
出発原料としてのポリエステルの一般的な製造方法は、
過剰量のブタンジオール、チルフタル酸ジアルキルない
しテレフタル酸、および任意所望の分岐成分を使用しな
がら、溶融状態で縮合を行なわせるというものである。
過剰量のブタンジオール、チルフタル酸ジアルキルない
しテレフタル酸、および任意所望の分岐成分を使用しな
がら、溶融状態で縮合を行なわせるというものである。
その際、揮発性副生物の除去によって分子量を増大させ
るため、高い温度(250〜260°C)および高度の
真空(0,2〜1. OmmHg)が十分長い時間たと
えば3〜12時間にわたって使用される。
るため、高い温度(250〜260°C)および高度の
真空(0,2〜1. OmmHg)が十分長い時間たと
えば3〜12時間にわたって使用される。
本発明の型態重合方法における出発原料として使用され
るポリエステルは少なくとも約0.1 dll? (好
ましくは015dll?)かつ約1.0 dl12以下
の固有粘度を有するべきであることが判明した。
るポリエステルは少なくとも約0.1 dll? (好
ましくは015dll?)かつ約1.0 dl12以下
の固有粘度を有するべきであることが判明した。
その上、かかるポリエステルは主として水酸基で末端停
止されることも必要である。
止されることも必要である。
固有粘度が0.5dl/?を下回っていても最低1.0
5 dll?の値が達成されるけれど、そのためには長
い時間がかかる。
5 dll?の値が達成されるけれど、そのためには長
い時間がかかる。
なお、これら2つの要請はいずれも容易に達成される。
すなわち、第一の要請のためには試料が所望の固有粘度
に到達するまでの十分長い時間にわたって縮合を行なわ
せればよく、また第二の要請のためには反応混合物中に
過剰量のジオール成分を使用すればよい。
に到達するまでの十分長い時間にわたって縮合を行なわ
せればよく、また第二の要請のためには反応混合物中に
過剰量のジオール成分を使用すればよい。
さて、本発明方法は2つの工程において実施される。
その第一はポリエステルを固体粒子状態に変える工程、
そして第二は固有粘度の所望の増大が得られるまで固体
粒子を加熱する工程である。
そして第二は固有粘度の所望の増大が得られるまで固体
粒子を加熱する工程である。
実験によれば、粉砕された重合体ばかりでなく、最大寸
法にインチまでのベレット(たとえば押し出されかつ細
断された立方体状、円柱状、球状、不規則形状などのペ
レット)も時間をかければ型態で反応することが示され
た。
法にインチまでのベレット(たとえば押し出されかつ細
断された立方体状、円柱状、球状、不規則形状などのペ
レット)も時間をかければ型態で反応することが示され
た。
とは言え、特に分岐共ポリエステルを使用した場合、よ
り均質な重合体を得るためには供給原料を粉砕すること
が好ましい。
り均質な重合体を得るためには供給原料を粉砕すること
が好ましい。
その際には、たとえば粗いスクリーンを使用しながらド
ライアイス冷却下の粉砕機に通すことによって供給原料
を粉砕するのが簡便である。
ライアイス冷却下の粉砕機に通すことによって供給原料
を粉砕するのが簡便である。
加熱工程について述べれば、型態重合は約150℃より
高い温度下で容易に進行することが実験によって示され
た。
高い温度下で容易に進行することが実験によって示され
た。
その速度は200ないし210’Cでは特に早く、また
150ないし160°Cではかなり遅い。
150ないし160°Cではかなり遅い。
好適な温度範囲は180〜210℃であり、また190
〜210°Cであれば特に好適である。
〜210°Cであれば特に好適である。
好適な不活性ガスは窒素である。
とは言え所望ならば、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素
またはそれらの混合物を単独で使用したり、あるいは窒
素と併用することもできる。
またはそれらの混合物を単独で使用したり、あるいは窒
素と併用することもできる。
1・4−ブタンジオールの濃度は、1・4−ブタンジオ
ールが所定の温度に加熱されている区域内へ不活性ガス
を吹込むことによって制御できる。
ールが所定の温度に加熱されている区域内へ不活性ガス
を吹込むことによって制御できる。
そうすれば、不活性ガス流中にj・4−ブタンジオール
の所定の蒸気圧が確立されることになる。
の所定の蒸気圧が確立されることになる。
一般に、■・4−ブタンジオールの蒸気圧が約0.2〜
約3.0 mmH,gとなるように不活性ガス流中の1
・4−ブタンジオール濃度を維持することが好ましい。
約3.0 mmH,gとなるように不活性ガス流中の1
・4−ブタンジオール濃度を維持することが好ましい。
反応区域の温度および圧力はこの値が達成されるように
変化させればよいことは勿論である。
変化させればよいことは勿論である。
たとえば、約0.3 mmHgの1・4−ブタンジオー
ル蒸気圧は約60”Cの温度および大気圧の下で達成さ
れることが判明した。
ル蒸気圧は約60”Cの温度および大気圧の下で達成さ
れることが判明した。
所望ならば、本発明方法は大気圧以上ないし以下の圧力
下でも実施できるが、その場合の1・4−ブタンジオー
ル濃度は適当に加減すればよい。
下でも実施できるが、その場合の1・4−ブタンジオー
ル濃度は適当に加減すればよい。
あるいはまた、言isされた量の1・4−フ゛タンジオ
ールを加熱蒸発区域内へ計量供給することによっても不
活性ガス流中に所望の1・4−ブタンジオール濃度を得
ることができる。
ールを加熱蒸発区域内へ計量供給することによっても不
活性ガス流中に所望の1・4−ブタンジオール濃度を得
ることができる。
かかる加熱蒸発区域から反応区域内へ蒸気を送入するた
めには、主要な不活性ガス流を使用してもよいし、ある
いは反応区域へ入る前に主要な不活性ガス流と合流する
補助の不活性ガス流を使用してもよい。
めには、主要な不活性ガス流を使用してもよいし、ある
いは反応区域へ入る前に主要な不活性ガス流と合流する
補助の不活性ガス流を使用してもよい。
加熱工程の際、固体粒子は固定層および流動層のいずれ
を戒していてもよL・。
を戒していてもよL・。
所望ならば、任意適宜な方法によって固体粒子を攪拌す
ることができろ。
ることができろ。
窒素をゆっくりと流せば、攪拌、揮発分の除去および不
活性雰囲気の確立が全て達成されることになる。
活性雰囲気の確立が全て達成されることになる。
本発明方法の加熱工程の所要寺間は温度および所望の固
有粘度に応じて様々に変わり得る。
有粘度に応じて様々に変わり得る。
一般に、それは約%時間から数日(たとえば96時間ま
で)あるいはそれ以」二にまでわたる。
で)あるいはそれ以」二にまでわたる。
実施例かられかるごとく、1.80 dll ?まであ
るいはそれ以上の固有粘度を有する非ゲル化重合体は2
00℃の温度および大気圧の下では僅か16時間で得る
ことができる。
るいはそれ以上の固有粘度を有する非ゲル化重合体は2
00℃の温度および大気圧の下では僅か16時間で得る
ことができる。
本出願人は本発明方法の作用に関する理論によって拘束
されることを望まないけれど、不活性ガス中に1・4−
ブタンジオールが存在すれば、不活性ガス中の1・4−
ブタンジオールの蒸気圧と平衡状態にある分子量を越え
て重合が進行するのが妨げられるものと信じられる。
されることを望まないけれど、不活性ガス中に1・4−
ブタンジオールが存在すれば、不活性ガス中の1・4−
ブタンジオールの蒸気圧と平衡状態にある分子量を越え
て重合が進行するのが妨げられるものと信じられる。
その結果、原料中の表層、微粉および残滓の重合は本質
的に停止する一方、原料の本体は平衡分子量に到達する
まで重合し続けることになる。
的に停止する一方、原料の本体は平衡分子量に到達する
まで重合し続けることになる。
本発明のもう1つの特徴は、高温の1・4−ブタンジオ
ールの作用によるものと信じられるが、本発明方法に従
って製造された高分子量のポリ(1・4−ブチレンテレ
フタラート)の色が白いという意外な所見である。
ールの作用によるものと信じられるが、本発明方法に従
って製造された高分子量のポリ(1・4−ブチレンテレ
フタラート)の色が白いという意外な所見である。
このことは、ポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)
から白色またはパステル色の物体を形成する場合に特に
重要である。
から白色またはパステル色の物体を形成する場合に特に
重要である。
本発明のポリエステル生成物は、伝統的な添加剤たとえ
ば補強剤、安定剤、抗酸化剤、可塑剤、潤滑促進剤、染
料、顔料、難燃剤などと共に使用できる。
ば補強剤、安定剤、抗酸化剤、可塑剤、潤滑促進剤、染
料、顔料、難燃剤などと共に使用できる。
かかる生成物は全ての製作目的とりわけ吹込成形および
押出成形にとって有用である。
押出成形にとって有用である。
本発明の実施を例証するため、以下に実施例が示される
。
。
なお、これらの実施例は本発明の範囲を制限するもので
はない。
はない。
実施例 1〜2
0.215(モル)%のペンタエリトリットの添加によ
り、1・4−ブタンジオールおよびテレフタル酸ジメチ
ルから分岐共ポリエステルが製造された。
り、1・4−ブタンジオールおよびテレフタル酸ジメチ
ルから分岐共ポリエステルが製造された。
生成物はX2 インチの立方体状にペレット化された。
固有粘度は(フェノールとテトラクロルエタンとの60
: 40混合物中において30°Cで測定したところ
) 0.88dll?であった。
: 40混合物中において30°Cで測定したところ
) 0.88dll?であった。
かかるペレットの一部が中粒度の粉末に粉砕さレタ。
その後、粉末とペレットとの混合物が4本★★の25m
mX 200mm試験管内に充填され、それから200
℃に保たれた油浴中へ■6時間にわたって浸漬された。
mX 200mm試験管内に充填され、それから200
℃に保たれた油浴中へ■6時間にわたって浸漬された。
これらの試料中には、窒素ガス流中に各種のジオール蒸
気圧が得られるよう各種の温度に保たれた1・4−ブタ
ンジオール中を通された後の窒素ガスが(勿分75cc
の流量で)流された。
気圧が得られるよう各種の温度に保たれた1・4−ブタ
ンジオール中を通された後の窒素ガスが(勿分75cc
の流量で)流された。
4つの試料に関する結果は下記の通りである。
以上の結果を見れば、窒素ガス中のジオール濃度が生成
物の固有粘度を左右することがわかる。
物の固有粘度を左右することがわかる。
最高のジオール蒸気圧(対照B)においては、固有粘度
を元の値より低くすることさえ可能である。
を元の値より低くすることさえ可能である。
なお実施例1〜2の場合、ペレットおよび粉末は同程度
まで重合した。
まで重合した。
実施例 3〜7
分岐剤として各種濃度のトリメチロールエタン■■を含
有するポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)の各種
共重合体が溶融重合によって製造された。
有するポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)の各種
共重合体が溶融重合によって製造された。
生成物は粉砕され、油浴中に浸漬された攪拌反応フラス
コ内に充填され、それから210℃で固態重合を施され
た。
コ内に充填され、それから210℃で固態重合を施され
た。
その際には、各種の温度下で1・4−ブタンジオールを
飽和させた窒素ガスが流された。
飽和させた窒素ガスが流された。
結果は下記の通りである。いずれの生成物も不溶性のゲ
ルを含有していなかった。
ルを含有していなかった。
実施例
8〜11
実施例3〜7の場合と同様な手順により、分岐剤として
ペンタエリトリットを含有する一連の分岐共重合体が2
10℃で固態重合を施された。
ペンタエリトリットを含有する一連の分岐共重合体が2
10℃で固態重合を施された。
実施例8および9の出発原料は%インチの立方体状のペ
レットから成り、また実施例10および11の出発原料
は粉末から成っていた。
レットから成り、また実施例10および11の出発原料
は粉末から成っていた。
いずれの場合にも不溶性のゲルの生成は認められなかっ
た。
た。
対照実施例 C
0,215(モル)%のペンタエリトリットを含有する
ポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)の共重合体(
固有粘度08dl/7)500ポンドが油ジャケット付
きの混転乾燥機内に充填された。
ポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)の共重合体(
固有粘度08dl/7)500ポンドが油ジャケット付
きの混転乾燥機内に充填された。
高温の油をジャケット内に循環させることにより、約2
%インチの立方体状のペレットが210℃に加熱された
。
%インチの立方体状のペレットが210℃に加熱された
。
11時間にわたって加熱および混転を続ける一方、乾燥
窒素が毎時5立方フイートの流量で反応器内に流された
。
窒素が毎時5立方フイートの流量で反応器内に流された
。
その後、下記のごとき分析が行なわれた。
ペレット1グがフェノールとテトラクロルエタンとの6
0:40混合物25m1中に投入され、そしてペレット
の外部が溶解してしまうまで攪拌しながら加熱が行なわ
れた。
0:40混合物25m1中に投入され、そしてペレット
の外部が溶解してしまうまで攪拌しながら加熱が行なわ
れた。
こうして得られた溶液をペレットの残部から傾瀉によっ
て分離した後、過剰量のメタノールを添加することによ
って溶解した生成物が沈澱させられた。
て分離した後、過剰量のメタノールを添加することによ
って溶解した生成物が沈澱させられた。
かかる沈澱が遠心分離によって回収され、メタノールで
繰返し洗浄され、そして乾燥された。
繰返し洗浄され、そして乾燥された。
ペレットの残部はやはりフェノールとテトラクロルエタ
ンとの60 : 40の混合物25TILl中に溶解さ
れ、沈澱させられ、メタノールで洗浄され、そして乾燥
された。
ンとの60 : 40の混合物25TILl中に溶解さ
れ、沈澱させられ、メタノールで洗浄され、そして乾燥
された。
こうして得られた2つの分画に関して固有粘度の測定が
行なわれた。
行なわれた。
その結果、(試料の全重量の23.5%を占める)ペレ
ットの外部から戒る第一の分画は1.71dll?の固
有粘度を有するのに対し、(残り76.5%を占める)
ペレットの内部から戒る第二の分画は1.4.0 dl
l?の固有粘度を有することが判明した。
ットの外部から戒る第一の分画は1.71dll?の固
有粘度を有するのに対し、(残り76.5%を占める)
ペレットの内部から戒る第二の分画は1.4.0 dl
l?の固有粘度を有することが判明した。
これは、不活性ガス中に1・4−ブタンジオールが存在
しないと、ペレット中に顕著な固有粘度勾配が生じるこ
とを示している。
しないと、ペレット中に顕著な固有粘度勾配が生じるこ
とを示している。
実施例 12
対照実施例Cの手順が繰返された。
ただし、この場合には、約1.2 mmHgの蒸気圧を
与えるに足るだけの1・4−ブタンジオール蒸気が窒素
ガス流中に注入された。
与えるに足るだけの1・4−ブタンジオール蒸気が窒素
ガス流中に注入された。
161時間後、生成物が反応器から取出され、それから
対照実施例Cの場合と同様にして分析が行なわれた。
対照実施例Cの場合と同様にして分析が行なわれた。
その結果、ペレットの外部33%は1.、18dll?
の固有粘度を有するのに対し、内部67%はL23dl
l’ffの固有粘度を有することが判明した。
の固有粘度を有するのに対し、内部67%はL23dl
l’ffの固有粘度を有することが判明した。
このように窒素ガス中に1・4−ブタンジオールが存在
すると、反応が抑制され、そしてペレットの内部と外部
との間における分子量の差が最小となることがわかる。
すると、反応が抑制され、そしてペレットの内部と外部
との間における分子量の差が最小となることがわかる。
本発明方法によって得られる生成物の示す均質性(すな
わち固有粘度の差の小さいこと)は重要である。
わち固有粘度の差の小さいこと)は重要である。
なぜなら、分子量の差が太きいと押出条件が不安定とな
り、そのため(押出成形や吹込成形によって製作される
)製品の表面が粗雑となり、しかも機械的強度が最適と
は言えなくなるからである。
り、そのため(押出成形や吹込成形によって製作される
)製品の表面が粗雑となり、しかも機械的強度が最適と
は言えなくなるからである。
自明のことながら、以上の記載に照らせばその他の変形
や変更も可能である。
や変更も可能である。
それ故、前記特許請求の範囲によって定義された本発明
の範囲内に包含される限り、上記の実施例に各種の変形
や変更を加え得ることは言うまでもない。
の範囲内に包含される限り、上記の実施例に各種の変形
や変更を加え得ることは言うまでもない。
次に、本発明の実施態様を列挙すれば下記の通りである
。
。
1、前記(b)の加熱工程が150〜210℃の温度下
で実施される、前記特許請求の範囲記載の方法。
で実施される、前記特許請求の範囲記載の方法。
2、前記(b)の加熱工程が180〜210℃の温度下
で実施される、前記第1項記載の方法。
で実施される、前記第1項記載の方法。
3.前記(b)の加熱工程が190〜210℃の温度下
で実施される、前記第2項記載の方法。
で実施される、前記第2項記載の方法。
4、前記不活性ガスが窒素である、前記特許請求の範囲
記載の方法。
記載の方法。
5、前記ポリエステルがポリ(1・4−ブチレンテレフ
タラート)である、前記特許請求の範囲記載の方法。
タラート)である、前記特許請求の範囲記載の方法。
6、前記分岐成分がポリオールである、前記特許請求の
範囲記載の方法。
範囲記載の方法。
7、前記分岐成分がトリメチロールエタンである、前記
第6項記載の方法。
第6項記載の方法。
8、前記分岐成分がペンタエリトリットである、前記第
6項記載の方法。
6項記載の方法。
9、前記分岐成分がトリカルボン酸、テトラカルボン酸
またはそれらの低級アルキルエステルである、前記特許
請求の範囲記載の方法。
またはそれらの低級アルキルエステルである、前記特許
請求の範囲記載の方法。
10、前記分岐成分がトリメシン酸トリメチルである、
前記第9項記載の方法。
前記第9項記載の方法。
11、少なくとも3個のエステル生成基を有する分岐成
分をテレフタル酸単位の0.01〜3(モル)%の割合
で含有するポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)の
分岐共ポリエステルから成り、しかもフェノールとテト
ラクロルエタンとの60:40混合物中における溶液と
して30℃で測定した場合に約1.05dll?以上の
固有粘度を有する高融解粘度のポリエステルを製造する
ため、(a)約0.5〜約LOdl/?の固有粘度を有
する対応ポリエステルを固体粒子状態に変え、それから
(b)固有粘度の所望の増大が得られるまで前記ポリエ
ステルの固体粒子を不活性ガスおよび少量の1・4−ブ
タンジオールの存在下で150℃より高くかつ前記ポリ
エステルの融点より低い温度に加熱することを特徴とす
る型態重合方法。
分をテレフタル酸単位の0.01〜3(モル)%の割合
で含有するポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)の
分岐共ポリエステルから成り、しかもフェノールとテト
ラクロルエタンとの60:40混合物中における溶液と
して30℃で測定した場合に約1.05dll?以上の
固有粘度を有する高融解粘度のポリエステルを製造する
ため、(a)約0.5〜約LOdl/?の固有粘度を有
する対応ポリエステルを固体粒子状態に変え、それから
(b)固有粘度の所望の増大が得られるまで前記ポリエ
ステルの固体粒子を不活性ガスおよび少量の1・4−ブ
タンジオールの存在下で150℃より高くかつ前記ポリ
エステルの融点より低い温度に加熱することを特徴とす
る型態重合方法。
[2,ポリ(1・4−ブチレンテレフタラート)および
少なくとも3個のエステル生成基を有する分岐成分をテ
レフタル酸単位の0.01〜3(モル)%の割合で含有
するそれの分岐共ポリエステルの両者中から選ばれ、し
かも約1.05dll ?以上の固有粘度を有する高融
解粘度のポリエステルを製造するための型態重合に際し
、少量の1・4−ブタンジオールを含有する不活性ガス
を型態重合区域内へ供給することによってゲル土族を防
止する方法。
少なくとも3個のエステル生成基を有する分岐成分をテ
レフタル酸単位の0.01〜3(モル)%の割合で含有
するそれの分岐共ポリエステルの両者中から選ばれ、し
かも約1.05dll ?以上の固有粘度を有する高融
解粘度のポリエステルを製造するための型態重合に際し
、少量の1・4−ブタンジオールを含有する不活性ガス
を型態重合区域内へ供給することによってゲル土族を防
止する方法。
Claims (1)
- 1 ポリ(l・4−ブチレンテレフタラート)および少
なくとも3個のエステル生成基を有する分岐成分をテレ
フタル酸単位のo、oi〜3(モル)%の割合で含有す
るそれの分岐共ポリエステルの両者中から選ばれ、しか
もフェノールとテトラクロルエタンとの60:40混合
物中における溶液として30℃で測定した場合に約1.
05dll?以上の固有粘度を有する高融解粘度のポリ
エステルを製造するため、(a)フェノールとテトラク
ロルエタンとの60 : 40混合物中における溶液と
して30℃で測定した場合に約0.1〜約1.0dll
?の固有粘度を有する対応ポリエステルを固体粒子状態
に変え、それから(b)固有粘度の所望の増大が得られ
るまで前記ポリエステルの固体粒子を不活性ガスおよび
少量の1・4−ブタンジオールの存在下で150℃より
高くかつ前記ポリエステルの融点より低い温度に加熱す
ることを特徴とする型態重合方法。
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