JPS63210B2

JPS63210B2 -

Info

Publication number: JPS63210B2
Application number: JP54019586A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Imamura; Yoshinobu Araki
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1979-02-20
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1988-01-06
Also published as: JPS55111215A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はポリエステルチツプを連続的に空気、
又は不活性ガス気流下に乾燥、又は固相重合する
方法に関するものであり、その目的とするところ
は、その処理の過程に起こるチツプ間の融着を防
止し、微少粒子（以下フアインと言う）の発生を
減少させると共に装置内におけるチツプの滞留時
間を均一にして、糸、フイルム、容器等の成形に
好適なポリエステルチツプを得る方法を提供する
ことである。

従来、ポリエステルチツプを乾燥したり、固相
重合する場合、減圧下にチツプを加熱する事によ
つて行われるが、常圧附近の圧力下に、空気、又
は不活性ガスの気流中でチツプを加熱する事によ
つても行う事が出来る。

ポリエステルチツプを加熱し続け、２次転移点
附近の温度になるとチツプが互いに融着するよう
になる。融着したチツプをそのまま静置すると固
着して容易に離れなくなり、連続プラントにおい
ては部分的にチツプの流れが不均一になり、その
結果、乾燥度又は重合度の乱れが大きくなつた
り、又装置内でチツプの閉塞が起こつたりする。
第１図はこの状態をグラフで示したものであり、
チツプ温度が200℃一定になり撹拌トルクが低下
した後、さらに温度を上昇させると、再び若干融
着現象が起こる事が示されている。従つて融着現
象が起こる温度範囲においては、チツプ層を撹拌
する事が必要になる。しかし、チツプ層を撹拌す
る事によつてフアインが発生するという欠点が起
こる。通常、ポリエステルチツプを不活性ガス気
流下において通常200℃以上、かつ融点以上の温
度に加熱すると、固相状態で重縮合反応が促進
し、重合度が増大する。この時チツプ径に差があ
ると、すなわち、チツプに混ざつてフアインが含
まれていると、フアインの重合度が上がり易く、
チツプよりもはるかに高重合度になつてしまい、
このチツプをフアインを含んだまま紡糸したり、
フイルム、容器に成形した場合、それぞれ糸切れ
を起こしたり、又フイルム、容器の表面の均一性
を損なつてしまう。そこで従来よりチツプの撹拌
によつて発生するフアインを固相重合装置入口、
又は出口で振動篩、又は気流分離法で取り除くこ
とが知られているが、分離のための工程が増える
事や、フアインを完全に除去出来ない等の欠点が
あつた。

本発明者等は上記融着現象を防止し、チツプを
撹拌する事によつて生ずるフアインの発生を減少
させる方法について鋭意研究した結果、本発明に
到つたものである。

すなわち本発明はポリエステルチツプを移動層
処理装置（以下移動層という）にて連続的に加熱
気流処理するに際し、予め二次転移点以上かつ融
点以下の温度にて空気または不活性ガス気流下
に、完全混合型撹拌処理装置（以下混合槽とい
う）にて加熱撹拌処理を行い、その後移動層処理
装置にて加熱気流処理することを特徴とするポリ
エステルチツプの連続気流処理方法であり、融着
現象を起こす温度範囲におけるチツプを撹拌する
ために混合槽を用い、既に結晶化が進み融着を起
こさなくなつた多量のチツプの中に処理されるチ
ツプを添加して直ちに装置全体に分散させるこ
と、及びその後全体にわたつてわずかに起る融着
現象についてはチツプ同士を摩擦する事によつて
固着を防止することにより達成される。

本発明において移動層処理装置で処理されるチ
ツプの平均重合度は明らかに均一である事が望ま
しく、この為移動層処理装置における滞留時間が
可能な限り均一になるようにしなければならな
い。しかるに混合槽は滞留時間分布が大きい。し
かし混合槽を直列に多段に配置する事によつて滞
留時間の分布を小さくし、チツプの流れを押し出
し流れに近づける事が出来るのであるが、混合槽
の個数が多くなり過ぎると、融着現象が起こる範
囲で押し出し流れとなり、チツプの融着が限られ
た範囲に集中してしまい、融着の起こるチツプを
融着が既に起こらなくなつたチツプの間に分散さ
せると言う本発明の効果が充分発揮されない。融
着が起こらなくなつた範囲では押し出し流れに近
い移動層に移すのが好ましい。チツプが融着する
範囲で混合槽１個を採用する時は、移動層におけ
る処理時間を長くとつて滞留時間の分布を小さく
し重合度が均一になるようにするのが良い。

本発明の効果を発揮させるための混合槽の個数
は３個以下が好ましい。それより多い場合には、
前述のように融着の起こる範囲で押し出し流れに
近くなり、粒子の融着が限られた範囲に集中して
しまい好ましくない。なお、混合槽を１個用いる
場合にはその滞留時間は移動層における処理時間
の0.1〜0.3倍である事が好ましく、混合槽を３個
用いる場合には0.2〜0.5倍である事が好ましい。
ポリエステルチツプを気流処理する場合はポリマ
ーを乾燥、又は固相重合する場合であつて、前者
の場合処理温度が120〜180℃、処理時間が２〜５
時間である。後者の場合処理温度が180〜240℃、
処理時間が６〜12時間である。混合槽における処
理温度は順次高くし、かつ最終の混合槽における
処理温度を移動層における処理温度より高くする
事が好ましい。すなわち、移動層に移してからは
再び温度を上げて融着現象を惹き起こすことを避
けなければならない。

本発明において用いる混合槽は粉体を順次移動
させるようなものではなく、槽内のチツプを積極
的に槽全体にむらなく完全に混合撹拌するもの
で、横方向、縦方向などすべての撹拌方向を含む
混合であり、粒子の摩耗を防ぐために撹拌速度が
小さく、混合度の大きなものが好ましい。例えば
縦型、又は横型のリボン翼撹拌槽、又は撹拌スク
リユーを遊星運動させる撹拌槽等が良く知られて
おり好適である。移動層は必要に応じて加熱ジヤ
ケツトを設けた円筒を垂直に配置することによつ
て得られるが塔内に整流装置をつけたり、塔排出
口にブリツジブレーカー等の排出促進装置を取り
つける事も出来る。なお、混合槽と移動層とは
別々の装置になつていてもよく、または一体とな
つて、移動層の上部が混合槽であるような装置を
用いてもよい。

第２図は本発明の実施態様の一例を示すポリエ
ステルチツプの連続固相重合装置の概略図であ
る。ポリエステルチツプは混合槽１に連続的に供
給され、撹拌翼６によつて撹拌され180℃に加熱
される。次に混合槽２に移送され220℃に加熱撹
拌される。さらに混合槽３に移送され235℃に加
熱撹拌された後、移動層４に送られる。

混合槽におけるチツプの平均滞留時間は全て２
時間である。移動層におけるチツプの温度は230
℃であり、平均滞留時間は８時間である。移動層
の下部からは窒素ガスが供給され、チツプ層を通
過した後移動層の上部、又は混合槽を経由して抜
き出され、ヒーター８で再加熱され循環使用され
る。この気流処理によりポリエステルチツプは乾
燥し、固相重合が進行するので循環窒素ガス中に
エチレングリコール、水、アセトアルデヒドが蓄
積する。そこで循環ガスの一部を抜き出し、エチ
レングリコール、水、アセトアルデヒド等を除去
しなければならないので、弁１４で抜き出された
循環ガスは熱交換器９を経由してスクラバー１０
に入り、循環液中を通過した後、ヒーターで再加
熱され循環使用される。循環液は蒸気圧の低いも
のであり、かつ循環液貯槽１３より抜き出した後
に溶解したエチレングリコール、水、アセトアル
デヒドを蒸留、又は吸着等の分離操作で分離出来
るものが良い。具体的にはエチレングリコール、
ジエチレングリコールが循環液として使用され
る。

反応を終了したチツプは移動層より連続的に抜
き出され、冷却器５で冷却される。又循環液は温
度が上昇するのでクーラー１１により冷却され
る。

以上本発明ポリエステルチツプの連続気流処理
方法を採用することにより、チツプ間の融着が起
こらなくなり、フアインの発生が減少し、その結
果、装置内におけるチツプの滞留時間が均一とな
り、糸、フイルム、容器等の成形に好適なポリエ
ステルチツプを得ることが出来た。

以下に実施例および比較例を示す。実施例中に
述べられる測定値は下記の方法により測定され
た。

極限粘度…フエノール／テトラクロルエタン
（60／40重量比）混合溶媒で30℃にお
いて測定した値アセトアルデヒド含有量…試料を液体窒素で冷却
し、平均粒径30μに粉砕、直接145℃
のガスクロマトグラフ注入口に導入、
20分後カラム温度を135℃に昇温して
測定た値（カラムPorapakQ、リテン
シヨンタイム3.5分）ｂ値…日本電色工業社製の色差計でチツプ状の
ポリマーの測定値、黄色味を示す尺度
であつて値の小さい方が着色の少ない
事を示す。

DEG値…ポリマーをメタノールで分解し、ガス
クロマトグラフで測定したEG／DEG
モル比より算出したポリマーユニツト
当りのDEG含有量％。

末端酸価…ポリマーを粉砕して乾燥し、ベンジル
アルコールに溶解し、カセイソーダに
て滴定した値。

OH率…極限粘度と末端酸価（AV）より末端OH
価（OHV）を求め、 OH＝OHV／（AV＋OHV）の式で
算出した値で、ポリマー中の全末端基
中OH基の占める比率を示す。

水分率…130℃の温度にて16時間、10Torr以下の
真空下にポリマーチツプを置き減少し
た重量より水分率を算出した。

実施例１内径10cmの円筒形の容器に極限粘度0.58、ｂ値
3.0、DEG値3.2、末端酸価20eq／10⁶gr、OH率
0.8、アセトアルデヒド含有量110ppm、水分率
0.08重量％の直径３mm、長さ４mmの円筒形ポリエ
チレンテレフタレートチツプを500gr入れ、容器
の下部より2.5／minの窒素ガスを吹き込みな
がら230℃のオイルバス中で加熱撹拌した。撹拌
機は撹拌軸中心より直径３mmの丸棒が放射状に８
本突出した撹拌翼を３段取り付けたものを使用
し、これを100rpmで回転してチツプを撹拌する
と共に、撹拌トルクをヤマサキ精機社製回転式ト
ルクメーターで測定した。

第１図は測定結果を示すものである。横軸は加
熱時間であり、縦軸はチツプ層に挿入した温度計
が示す温度を撹拌トルクを示す。撹拌トルクは、
80℃近辺から増大し始め、再び降下した。撹拌ト
ルクが減少して安定した後、再び昇温すると撹拌
トルクの増大が見られた。

実施例２リボン型撹拌翼を有する容量20の混合槽（撹
拌回転数30rpm）１回と垂直に設置した内径20
cm、長さ1.5ｍの円筒形の無撹拌移動層処理装置
を直列に配置した連続チツプ乾燥装置に実施例１
で述べたポリエステルチツプを５Kg／Hr完全混
合槽に連続的に供給し、移動層下部より抜き出し
てポリエステルチツプの連続乾燥を行つた。ここ
で移動層下部より130℃に加熱した空気を20／
min供給し、移動層の上部に設けられた混合槽よ
り抜き出すと共に、混合槽及び移動層に取りつけ
られたジヤケツトにより粒子層を130℃に加熱し
た。混合槽の平均滞留時間は１時間であり、移動
層の平均滞留時間は４時間であつた。この運転を
48時間連続して行つた結果、ポリエステルの水分
率は0.005重量％以下に減少しており、又フアイ
ンの発生量は処理したチツプに対して0.01重量％
以下であつた。

実施例３第２図に示すようにリボン型撹拌翼を有する容
量20の混合槽（撹拌回転数30rpm）３個と垂直
に設置した内径20cm、長さ1.5ｍの同筒形の無撹
拌移動層処理装置を直列に配置して連続チツプ固
相重合装置を構成した。

この装置に実施例１で述べたポリエステルチツ
プを５Kg／Hr第１の混合槽に連続的に供給し、
移動層の下部より抜き出してポリエステルの連続
固相重合を行つた。ここで移動層下部より230℃
に加熱した窒素ガスを20／min供給し、第１の
混合槽より抜き出すと共に、混合槽及び移動層に
取りつけられたジヤケツトにより粒子層を設定温
度にした。

すなわち、第１の混合槽は180℃、第２の混合
槽は220℃第３の混合槽は235℃であり、又平均滞
留時間は全て２時間である。移動層の粒子層温度
は230℃であり、平均滞留時間は８時間である。
この運転を48時間連続して行つた結果、極限粘度
0.74、ｂ値1.0、DEG値3.1、末端酸価22eq／
10⁶gr、OH率0.80、アセトアルデヒド含有量
2ppm以下、水分率0.005重量％以下のポリエステ
ルチツプが得られた。発生したフアインの量は
0.01重量％以下であり、このチツプを用いて成形
した容器の表面形状は良好であつた。

比較例１押し出し流れ型の撹拌装置により装置内のチツ
プの流動性とフアイン発生状態を測定した。

横型に設置した円筒型容器（直径15cm、長さ１
ｍ）の中心に、水平に撹拌軸を入れ、軸と直角
に、巾1.5cmの板を撹拌羽根として軸に放射状に
４本（互いに90゜になるように）取りつけ、これ
を20段撹拌軸にそつて取り付けた。この横型撹拌
装置の一端より実施例１で述べたポリエステルチ
ツプを8.0Kg／Hr連続的に供給し、他端より抜き
出すと共に、150℃に加熱した空気20／minを
供給した。又チツプ層を円筒型容器のジヤケツト
により180℃に加熱した。

撹拌回転数100rpmでチツプの平均滞留時間は
１時間であつた。この運転を48時間継続したとこ
ろ、排出されるチツプの流量変動は±20％もあつ
た。このことは装置内の一部分で融着現象が発生
し、装置内のホールドアツプ量が大きく変化して
いる事を示しており、連続装置として好ましくな
いことが判る。又発生したフアインの量は0.3〜
0.5重量％にもなつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリエステルチツプを加熱下に撹拌し
た時の温度と撹拌トルクの経時変化を示す。第２
図は本発明の実施態様の一例であるポリエステル
チツプの固相重合装置の工程図を示す。１…混合型撹拌槽処理装置、２…混合型撹拌槽
処理装置、３…混合型撹拌槽処理装置、４…移動
層処理装置、５…冷却器、６…リボン撹拌翼、７
…ブロアー、８…窒素ガスヒーター、９…熱交換
器、１０…スクラバー、１１…クーラー、１２…
循環ポンプ、１３…循環液貯槽、１４…弁。

Claims

【特許請求の範囲】１ポリエステルチツプを移動層処理装置にて連
続的に加熱気流処理するに際し、予め二次転移点
以上かつ融点以下の温度にて空気または不活性ガ
ス気流下に、完全混合型撹拌処理装置にて加熱撹
拌処理を行い、その後移動層処理装置にて加熱気
流処理することを特徴とするポリエステルチツプ
の連続気流処理方法。２完全混合型撹拌処理装置における滞留時間
が、移動層処理装置における滞留時間の0.1〜0.5
倍である特許請求の範囲１記載のポリエステルチ
ツプの連続気流処理方法。３完全混合型撹拌処理装置の個数が１〜３個で
ある特許請求の範囲１記載のポリエステルの連続
気流処理方法。４完全混合型撹拌処理装置を複数個設置し、該
装置における処理温度を順次高くし、最終の該装
置の処理温度を、移動層処理装置における処理温
度より高くすることを特徴とする特許請求の範囲
１記載のポリエステルチツプの連続気流処理方
法。