JPS62292831A - ポリエステルの連続重合法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 １１１艷 本発明はポリエステルの重縮合反応方法、特に薄膜式重
合槽を用いて簡便に銘柄切替を行なう連続重合方法に関
するものである。

１迷ｉＬ ポリエステルの合成重合体はすぐれた物理的。

化学的性質を有するため、種々の用途に広く用いられて
いる。特にポリエチレンテレフタレートはすぐれた耐薬
品性、耐熱性、耐絶縁、高ガス遮断性、高強力・高弾性
率等を有し、衣料用、産業用の繊維、フィルム、容器、
一般成形品等として大量に用いられている。従来スケー
ルメリットを生かし、安価に製造するためにバッチ式重
合方式から連続重合方式への切り替えが進められて来た
が、近年の多様化された用途に応するためには各用途に
適した性状の重合体を少量ずつ多品種生産することが必
要となってきた。

この場合、連続重合方式ではスケールメリットが望めず
、また品種切り替え時等において操業性が著しく低下す
る等の問題があり、多品種少量生産には依然バッチ式重
合方法が採用されている。

しかしバッチ式重合方式は製造コストが高くつくことは
いなめない。

バッチ式重合方式において銘柄切替を（１う際には、反
応釜の天井等のデッド部分に付着した切替前のポリマー
を除去するために相当数の生産を中止して薬液等により
洗浄する必要があり製造コストが高くなる。一方従来の
連続方法では、単一銘柄を製造する際にはコストメリッ
トが発現するが、ひんばんに銘柄切替を行なう場合は長
い切替時間が必要であり、このため切替ロスが発生し操
業性が著しく低下する等の問題が存在する。

発明の目的 本発明者らは、性状の異なる２種以上のポリエステルポ
リマーを連続重合方法を用いて銘柄切替により製造する
方法を検討した結果なされたものであり、連続重合方式
のメリットを生かし、かつ少量多品種生産の可能な新規
なプロセス、特に艶消剤、改質剤、顔料等の添ｈＯによ
り容易に多銘柄化を行なう連続重合方法を提供するもの
である。

発明の構成 すなわち、本発明は薄膜式反応槽を用いた連続重合法に
よってポリエステルを製造するに際し、薄膜式反応槽に
入る前のベースポリマーラインに０組（ｎ：整数≧２）
の添加剤注入路をそれぞれ定量ポンプを介して添加剤を
供給可能に接続し、この内１組（ｍ：１以上の整数＜ｎ
）の添加剤注入路を選択してベースポリマーラインに注
入し、次に混合器を内設した管型反応器に５〜３０分滞
留させた後、薄膜式反応槽に供給し更に重縮合を行うこ
とを特徴とするポリエステルの連続重合法である。

ここで選択すべき反応槽としては、重合速度が速い、す
なわち滞留時間の短い反応槽が必須であり、本発明者が
先に出願した「実質的に円筒状の垂直槽壁に沿って近接
して回転する円柱もしくは円筒形のローラー状撹拌翼を
１以上有する」薄膜式重合槽（特願昭６０−２０３４６
５号）特開昭５５−１１８９２２号公報に示されるよう
な「自然流下薄膜式」の重合槽、　Ｕ　Ｓ　Ｐ　３，１
１０，５４７号明細書に記載の「ポリマーを多段のフィ
ラメント状にして落下させる糸状Ｊ重合反応槽等が好適
である。

このいずれを用いても、反応槽としては、反応速度が速
く？１留時間が短く、かつデッドスペースが無いものが
必須であるが、以上の３点を十分に満足させるものとし
て特に特願昭６０−２０３４６５号の反応槽が最適であ
る。

次に選択する添加剤注入方法としては、添加剤がエチレ
ングリコールのスラリー状又は剤そのものがメルト状あ
るいは剤が高濃度に添加されたマスターチップもしくは
マスターモノマー状であり、かつ生産されるこれら多剤
の注入路０組（ｎ：整数≧２）が夫々定量ポンプを介し
て流体的にベースポリマーラインに接続可能に配設され
、このうちｍ組〈ｍ　：１以上の整数＜ｎ）の添加剤注
入路を選択してベースポリマーラインに注入し、次に混
合器を含む管型反応器に５分〜３０分滞留させた後、先
に述べた薄膜反応槽に供給する。

従来ペレットを原料としてこれを溶融押出して、しかる
後に添加剤（剤及び／又はマスターチップ等）を投入す
る際は、共通のタンク、共通のポンプ及び共通配管を使
用し、銘柄切替の際は一旦添加剤を完全に排出し、その
間に押出い、タンク。

ポンプ、配管等を洗浄ししかる後はじめて溶融押出しを
して新たな銘柄を生産すればよかった。

しかしながら薄膜重合反応槽を用いて簡便に銘柄切替を
行なうためには、上記の方法を採用していたのでは、切
替に多大の労力と時間を要するだけでなく、この間のベ
ースポリマーは屑となりそれだけ生産コストは高くなり
反応時間が短い１ｌｉ１重合反応槽を採用したメリット
が発揮されない。

即ち薄膜重合反応槽の滞留時間の短さのメリットを享受
するため、添加剤の添加方法としてはベースポリマーラ
インに対して０組（ｎ：整数≧２）の添加剤注入路を夫
々定量ポンプを介して接続可・能に配設し、この内１組
（ｍ　；１以上の整数＜ｎ）の添加剤注入路を選択して
ベースポリマー押出流路に連通して所望の１種以上の添
加剤をベースポリマー中に注入する。この時残りの（ｎ
　−ｍ　）組の添加剤注入路は休止状態にあるので、こ
れらについては次の生産を見込して直ちに使用可能な様
にあらかじめ準備を施しておくことが出来る。

次に注入した後は、薄膜反応槽に移送前にベースポリマ
ーと十分に混合させておく必要がある。

特に共重合をさせる際には薄膜反応槽に入って真空で吸
引される前に、十分に混合かつランダム状に反応させて
おく必要がある。このためには混合器を含む管壁反応器
に５〜３０分滞留させる必要がある。この時間が５分以
下では混合及び共重合のための反応時間が不十分であり
、また３０分以上では、ポリマーの熱分解、劣化等によ
り悪影響が表われる。またこの反応器は十分な混合機能
を持つピストンフロータイブの管壁反応器である必要が
ある。完全混合槽タイプでは逆混合を起こし銘柄切替の
際ロスが多くなるので望ましくない。また混合機能を付
与するためには、管壁反応器の中の１部又は全部に静止
型混合器及び／又は、駆動型混合器を組み込む必要があ
る。尚ここでいう静止型混合器としては従来知られてい
るＫｅｎｉＣＳタイプ、東しＨｉ　−Ｍ　１ｘｅｒ、　
３　ｕｌｚｅｒタイプ等を用いることが出来るまた駆動
型混合器としては例えばフルネ社のダイナミック・ミキ
サータイプのものを用いることが出来る。

以下、本発明を図面に用いてさらに詳しく説明する。第
１図は本発明を実施するに適した工程図である。図にお
いて、重合工程に送られて来る重合原料である単量体及
び／又はその低重合体は、第１段（初期）重合槽１で初
期重合され、ギアポンプ２で分配器５へ送られ、その後
分岐されたポリマーの一部はギアポンプ７で薄膜式重合
槽１０に、残りはギアポンプ６で重合槽３に送られ、更
にギアポンプ４を経て重合槽８からギアポンプ９にて取
出される。原料モノマーは重合槽１までは大規模な生産
量で行われる。それまでの重合槽１の数は普通１〜２基
であるが、特に制限はない。分配器５により一部少量サ
イドストリームにて取り出し小容量型の薄膜式重含槽１
０にて重縮合反応させる。このギアポンプ７から１１式
重合槽１０までの間に反応器１６を設置し、その直前の
位置ａから添加剤の入ったマスターチップを溶融状態あ
るいは添、加削のＥＧスラリ〜状態、あるいは剤を液状
にして直接添加する。

尚、本発明における重合槽とは、重合檄１重合器９重合
塔等と呼ばれる各種反応手段を代表して規定するもので
、その内容は必要に応じて適宜変更できるものである。

一方、第２図は添加剤の入ったマスターチップあるいは
添加剤のＥＧスラリー、あるいは剤を液状にして投入す
るフローの詳細図である。ペースポリマーはギアポンプ
７で定量的に十分な混合様能を持つピストンフロータイ
ブの反応器１６に供給され、次に薄嗅式反応槽１０に供
給される。

一方ギアポンブ７と反応器１６の間には複数組（図示の
場合はｎ＝４である。）の添加剤注入路△、Ｂ、Ｃ，Ｄ
・・・・・・が連結されており、これらの添加剤注入路
には夫々弁Ａ−１，８−１，Ｃ−１゜Ｄ−１・・・が設
けられており、これらの弁を選択的に開くことにより適
宜なるｍ組の注入路のみがペースポリマー流路に注入さ
れる。又、添加剤注入路Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・は夫々定
Ｍポンプ１７．２０・・・・・・を介して上流端におい
て添加剤マスターチップが投入、ホッパー１９．エクス
トルーダー１８に接続、あるいは上流端において添加の
ＥＧスラリー剤自体が投入され、ホールディングタンク
２１に接続されている。

この構造を有する装置において、ある品種の生産中はそ
のポリマーに注入されるべき添加剤に対応するｍ組の添
加剤注入路が開弁によって作動状態にあり、残りの（ｎ
　−＋＋＋　）組のラインは休止状態である。従って、
この残りの（ｎ−ＩＩ）組の添加剤投入ラインについて
はこの間に次の品種のポリマー押出時に直ちに使用可能
な球に準備を施しておく事ができる。

ペースポリマーに以上の方法により合体された添加剤は
、次に反応器１６内で混合される。この反応器内には先
に述べた様に静止型混合器及び／又は駆動型混合器が組
み込まれている。

第３図に本発明で用いる静止型混合器の一例でバイブ２
２中に固定混合素子２３．２４が挿着されている。又第
４図は本発明で用いる駆！７Ｉ型混合器の一例を示すも
ので、回転軸２７に多数のビン２６を突設した回転混合
素子２５からなる。

この反応器に５〜３０分滞留させた後、ポリマーは３Ｗ
ｉ式反応槽１０に供給され更に重合反応が行われる。

以下本発明を実施例により説明する。

実施例及び比較例 第１〜２図に示す工程を用い、ギアポンプ７より［η］
＝０．２のポリエステルプレポリマーを４７５Ｋｙ／Ｄ
の割合でフィード、一方５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸ジメチル５２ｍｏｌｅ％／ＴＡ分を含むカチオン可
染ポリマーマスターチップをホッパー１９よりギアポン
プ１１を通して２５に９／Ｄの割合でフィードし、混合
器１６及び薄膜式反応槽１０を通して５−ナトリウムス
ルホイソフタル酸ジメチル２．６ｍｏｌｅ％／ＴＡ分を
含むカチオン可染ポリマーを製造した。

マスターポリマーを添加後混合器１６を通過して薄膜式
反応槽に入る迄の混合時間を変え、テストしたところ表
−１の様な結果が得られた。

ここでバック圧上昇とは、得られたポリマーをパック（
２４００メツシユのフィルターを含む）を通し連続的に
紡糸した際の１時間当りのパックに於ける圧上昇を示す
。表−１に示した如く、混合時間が５分以下では混合時
間が不十分であり、マスターチップが十分に分散されず
に反応槽にフィードされるため、異物を形成しバック圧
が上昇する。

ここで圧上昇は１５に９／　ｃｉ／　Ｈｒ以下を合格と
した。

一方混合時間が３０分以上では、混合時間は十分である
が、ポリマーの熱劣化のため、色相の悪化が認められた
。

なお色調は生成チップを肉眼で判断し、無色１゜極々薄
い黄色を２．極薄い黄色を３．薄い黄色を４、黄色を５
と区分し、１及び２を合格とした。

表−１ の。単な１明 第１図は本発明を実施するに適した工程図、第２図は第
１図の添加剤供給系統の詳細を示す工程図、第３図は本
発明に係る静止型混合器の一例を示す断面図、第４図は
他の例を示す駆動型混合器の断面図である。

１．３．８・・・・・・横型重合槽　１０・・・・・・
薄膜式重合槽２．４，６，７，９，１１．１７・・・・
・・ギアポンプ５・・・・・・分配器　１２，１３，１
４．Ｉｓ・・・・・・真空吸引装置１６・・・・・・混
合器　１８・・・・・・エクストルーダー１９・・・・
・・ホッパー　２０・・・・・・ポンプ２１・・・・・
・ホールディングタンク　２２・・・・・・バイブ２３
．２４・・・・・・固定混合素子　２５・・・・・・回
転混合素子２６・・・・・・ビン　２７・・・・・・回
転軸第１図 第２図 ＣＤ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄膜式反応槽を用いた連続重合法によつてポリエステル
   を製造するに際し、薄膜式反応槽に入る前のベースポリ
   マーラインにｎ組（ｎ：整数≧２）の添加剤注入路をそ
   れぞれ定量ポンプを介して添加剤を供給可能に接続し、
   この内ｍ組（ｍ：１以上の整数＜ｎ）の添加剤注入路を
   選択してベースポリマーラインに注入し、次に混合器を
   内設した管型反応器に５〜３０分滞留させた後、薄膜式
   反応槽に供給し更に重縮合を行うことを特徴とするポリ
   エステルの連続重合法