(57)【要約】【課題】  本発明は、リサイクルポリエステルをポリエステル低重合体に添加し、ジエチレングリコールを使用することでポリエステル繊維に対する熱接着性に優れ、高品質のポリエステルを安定して生産することのできる共重合ポリエステルの連続製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の共重合ポリエステルの連続製造方法は、ジカルボン酸成分とグリコール成分を原料とし、エステル化反応を行い、得られたポリエステル低重合体を重縮合してポリエステルを連続的に製造する方法において、エステル化反応装置にジエチレングリコールを全ポリエステル質量に対して１．０〜２．０質量％、ポリエステル屑を３〜５質量％供給してその後、重縮合反応を行い、固有粘度が０．５５〜０．６５ｄｌ／ｇであることを特徴とする共重合ポリエステルの連続製造方法である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジカルボン酸成分とグリコール成分を原料とし、エステル化反応を行い、得られたポリエステル低重合体を重縮合してポリエステルを連続的に製造する方法において、エステル化反応装置にジエチレングリコールを全ポリエステル質量に対して１．０〜２．０質量％、ポリエステル屑を３〜５質量％供給してその後、重縮合反応を行い、固有粘度０．５５〜０．６５ｄｌ／ｇの共重合ポリエステルを製造する共重合ポリエステルの連続製造方法。
【請求項２】
ポリエステル屑が繊維またはポリエステル製品の製造工程で発生するリサイクルポリエステル屑であることを特徴とする請求項１記載の共重合ポリエステルの連続製造方法。
【請求項３】
グリコール成分がエチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールからなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の共重合ポリエステルの連続製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共重合ポリエステルの連続製造方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、ポリエステル屑をポリエステル低重合体に添加し、ジエチレングリコールを使用して高品質のポリエステルを安定して生産することのできる共重合ポリエステルの連続製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略すことがある。）は、まず、テレフタル酸（以下、ＴＰＡということがある。）とエチレングリコール（以下、ＥＧと略すことがある。）がエステル化反応装置に送られてエステル化反応をさせた後、生成したポリエステル低重合体を続いて重縮合反応装置に送り、重縮合反応することにより製造される。このようにして得られたＰＥＴは、その優れた特性により、衣料用繊維、産業資材用繊維、フィルム、ボトルおよびプラスチック等として広く用いられている。
【０００３】
これらの製造工程において発生する繊維状、フィルム状およびチップ状などのポリエステル屑は、使用後に通常廃棄処分されているが、これらのポリエステル屑を廃棄するのは生産上効率が低下する。このため、ポリエステル屑の有効利用は、コストなどの点で工業的に極めて重要となっている。
【０００４】
また、近年、不織布用途においては、その構成繊維としてポリエステル繊維が用いられる割合が大きくなってきたことに伴い、そのポリエステル繊維との熱接着性が好適で良好なポリエステル系ポリマーを熱接着成分とする熱接着繊維が望まれるようになってきている。
【０００５】
さらに、不織布等の製造においては、生産効率および省エネルギーの観点から、１００〜１４０℃の温度の比較的低温で、かつ短時間で熱接着する接着性の良好なポリエステル系ポリマーからなる熱接着繊維が望まれている。このような接着性を有する不織布用途に用いられるポリエステル系ポリマーからなる熱接着繊維を構成する共重合ポリエステルとしては、例えば、共重合成分としてイソフタル酸を共重合させた非晶性の共重合ポリエステルが主に用いられている。
【０００６】
このような共重合ポリエステル系ポリマーを製造する際に、エチレンテレフタレート単位を主体としたポリエステル樹脂を構成する方法が提案されている（特許文献１および２参照）。しかしながら、これらの提案の方法で得られる共重合ポリエステルは、リサイクルポリエステルを使用しているものではなく、環境面、リサイクル性および省エネルギーのニーズに十分応え得るものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９２５９２号公報
【特許文献２】特開平１１−２３６４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の目的は、上述した課題を解決し、従来技術では達成できなかった、リサイクルポリエステルを使用しながらもポリエステル繊維に対する熱接着性に優れ、高品質の共重合ポリエステルを安定して生産することのできる共重合ポリエステルの連続製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記の課題を解決せんとするものであって、本発明の共重合ポリエステルの連続製造方法は、ジカルボン酸成分とグリコール成分を原料とし、エステル化反応を行い、得られたポリエステル低重合体を重縮合してポリエステルを連続的に製造する方法において、エステル化反応装置にジエチレングリコールを全ポリエステル質量に対して１．０〜２．０質量％、ポリエステル屑を３〜５質量％供給してその後、重縮合反応を行い、固有粘度が０．５５〜０．６５ｄｌ／ｇの共重合ポリエステルを製造する共重合ポリエステルの連続製造方法である。
【００１０】
本発明の共重合ポリエステルの連続製造方法の好ましい態様によれば、ポリエステル屑が繊維またはポリエステル製品の製造工程で発生するリサイクルポリエステル屑である。
【００１１】
本発明の共重合ポリエステルの連続製造方法の好ましい態様によれば、前記のグリコール成分は、エチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールからなる群から選ばれた少なくとも１種である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リサイクルポリエステルを使用しながらもポリエステル繊維に対する熱接着性に優れ、高品質のポリエステルを安定して生産することのできる共重合ポリエステルが得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の共重合ポリエステルの連続製造方法を実施するための形態について説明する。
【００１４】
本発明の共重合ポリエステルの連続製造方法は、ジカルボン酸成分とグリコール成分を原料として、エステル化反応を行い、得られたポリエステル低重合体を重縮合反応してポリエステルを連続的に製造する方法において、エステル化反応装置内のポリエステル低重合体にリサイクルポリエステル屑を添加し、さらにジエチレングリコールを供給するポリエステルの連続製造方法である。
【００１５】
本発明の共重合ポリエステルの連続製造方法で得られる共重合ポリエステルは、主にアルキレンテレフタレートを主成分とするポリエステルであり、ジカルボン酸成として、テレフタル酸およびイソフタル酸またはその低級アルキルエステルが用いられる。具体的に、ジカルボン酸成分は、テレフタル酸５０〜８０モル％とイソフタル酸２０〜５０モル％から成り、本発明においては、そのジカルボン酸成分の一部を、ナフタレンジカルボン酸およびジフェノキシエタンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸や、ドデカンジオン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸およびデカンジカルボン酸などの脂肪族カルボン酸、さらにはシクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、ヒドロキシ安息香酸、グリコール酸およびヒドロキシエトキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸などで置き換えることもできる。これらの成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、好ましくは全ジカルボン酸成分の５０モル％までの範囲で置き換えることができる。
【００１６】
本発明において、上記のジカルボン酸成分は、製糸性の観点から、好ましくはテレフタル酸６０〜６５モル％とイソフタル酸３５〜４０モル％から成る。
【００１７】
また、グリコール成分としては、耐熱性の点で、エチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールからなる群から選ばれた少なくとも１種のグリコール成分が好ましく用いられる。また、そのグリコール成分の一部を、ポリテトラメチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ｐ−キシレングリコール、１，４−シクロヘキサジメタノール、ビスフェノールなどの脂肪族、脂環族および芳香族のジオール化合物で置き換えることもできる。これらの成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、好ましくはジオール成分の９０モル％までの範囲で置き換えることができる。
【００１８】
本発明において、さらに熱可塑性を損なわない程度であれば、三官能以上の多官能性化合物を共重合することができる。三官能以上の多官能性化合物としては、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレートおよびポリエチレングリコールジアクリレートなどが挙げられる。これらは、本発明の効果を損なわない範囲で、好ましくは５モル％までの範囲で共重合させることができる。
【００１９】
また、本発明で得られる共重合ポリエステルには、顔料、耐熱材および蛍光増白剤などの添加物を含有させることができる。これらの添加剤としては、具体的に、二酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムなどが挙げられ、その添加割合は、本発明の効果を損なわない範囲で好ましくは０．３質量％以下である。
【００２０】
本発明においては、これらのジカルボン酸成分とグリコール成分からなる原料を、エステル化反応装置に供給してエステル化反応を行い、得られたポリエステル低重合体にリサイクルポリエステル屑を添加し、さらにジエチレングリコールを供給して、重縮合反応して共重合ポリエステルを製造する。本発明で供給するジエチレングリコールは、ポリマー中のＤＥＧ含有量を調整するために添加し、得られる共重合ポリエステルは、熱接着用に好適な熱接着繊維として使用されることから、その融点は１００〜１３０℃の範囲であることが好ましい。
【００２１】
本発明で使用されるポリエステル屑は、繊維やポリエステル製品の製造工程で発生するリサイクルポリエステル屑であることが好ましい。ポリエステル屑は、反応温度２６０〜２７０℃のエステル化反応装置内のポリエステル低重合体に添加される。ポリエステル屑の添加割合は、時間当たりのポリマー生成量見合いにより３〜５質量％であり、好ましくは４〜５質量％である、より好ましくは４質量％である。ポリエステル屑の添加割合を上げすぎると溶融時間が長くなり、未溶融のポリエステル屑が配管内に詰りポリエステル低重合体が供給できなくなる。添加割合が少なすぎると、重縮合反応の効率が悪くなる。
【００２２】
本発明により得られた共重合ポリエステルは、溶融紡糸され、特にポリエステル繊維不織布の熱接着用に好適な熱接着繊維として用いられる。
【００２３】
また、本発明により得られた共重合ポリエステルは、溶融紡糸され、衣料や産業資材などの用途として好適に用いられ、さらにルーフィング基材、自動車天井材および緩衝材等に用いられる繊維クッション材として好適に使用される。
【実施例】
【００２４】
次に、実施例を挙げて本発明の共重合ポリエステルの製造方法について、さらに具体的に説明する。
【００２５】
本発明の実施例でいう「部」とは、質量部を意味する。また、特性値の測定方法は、次のとおりであり、３点測定してその平均値をとった。
【００２６】
（１）固有粘度（以下、ＩＶと略称することがある。）：
チップから切り出した試料を２．０ｇ計量し、オルソクロロフェノールに０．０１２ｇ／ｍｌの濃度に溶解し、２５℃の温度まで冷却し、１５ｍｌをオストワルド粘度計に入れ、落下秒数を測定し、下式により算出した。
・  ＫＩ＝ＫＢ×ｔ
（ここで、ＫＩは相対粘度、ＫＢはオストワルド粘度計計数、ｔは２５℃の温度における試料溶液の流下秒数を、それぞれ表す。）
・生ＩＶ＝０．０２４２×ＫＩ＋０．２６３４
・ＩＶ＝生ＩＶ×ｆ
（ここで、ｆは標準チップ基準値／標準チップ測定値を表す。）。
【００２７】
（２）色調（ｂ値）：
スガ試験機（株）製のＳＣ３Ｐカラーマシンを使用して、色調（ｂ値）を測定した。ｂ値は、黄−青系の色相（＋は黄味、−は青味）を表し、ポリマーの色調として極端に小さくならない限りｂ値が小さいほど良好である。
【００２８】
（３）ジエチレングリコール（ＤＥＧ）含有率：
試料１．０ｇに１級モノエタノールアミン２．５ｍｌを加え、全還流下２８０℃の温度で４０分間加熱後、内部標準液を加える。さらに、特級テレフタル酸４０ｇと１級エタノール５ｍｌを加え測定用試料を調製する。得られた測定用試料を、島津製ガスクロマトグラフィーＧＣ−９Ａ(使用カラム：島津Ｃ−Ｒ３Ａ)を用いて、ポリマー中に含まれるＤＥＧの含有率を測定した。
【００２９】
（４）カルボキシル基含有量：
ベンジルアルコールに、得られた共重合ポリエステルを溶解し、０．０１規定の水酸化ナトリウム水溶液で滴定することにより求めた。
【００３０】
（５）エステル化反応率：
エステル化反応率は、ポリエステル低重合体の酸価（以下、ＡＶと略することがある。）およびケン化価（以下、ＳＶと略することがある。）から、下記式（１）によって求め、ＡＶについては、試料Ｗｇ採取し、Ｎ．Ｎジメチルホルムアミドを５０ｍｌ加え溶解する。さらに、ロゾール酸を指示薬として加え、０．０４Ｎ−ＮａＯＨ水溶液で滴定して下記式（２）によって求めた。
・エステル化反応率＝（（ＳＶ−ＡＶ）／ＳＶ））×１００・・・・（１）
・ＡＶ＝２．２４４×（Ａ１−Ｂ１）×Ｆ１／Ｗ１・・・・・（２）
（ここで、Ａ１は試料における０．０４Ｎ−ＮａＯＨ水溶液滴定量（ｍｌ）、Ｂ１はブランクにおける０．０４−ＮａＯＨ水溶液滴定量（ｍｌ）、Ｆ１は０．０４Ｎ−ＮａＯＨ水溶液のファクター、Ｗ１は試料採取量（ｇ）を表す。）。
【００３１】
ＳＶは、試料０．４ｇに０．５Ｎ−ＫＯＨアルコール溶液２０ｍｌを加えて９５℃の温度で３０分間加熱分解し、冷却後１％フェノールフタレイン指示薬を加え０．５Ｎ−Ｈ２ＳＯ４水溶液で滴定して、下記式（３）によって求めた。
・ＳＶ＝２８．０５×（Ａ２−Ｂ２）×Ｆ２／Ｗ２・・・・（３）
（ここで、Ａ２は試料における０．５Ｎ−Ｈ２ＳＯ４水溶液滴定量（ｍｌ）、Ｂ２はブランクにおける０．５−Ｈ２ＳＯ４水溶液滴定量（ｍｌ）、Ｆ２は０．５Ｎ−Ｈ２ＳＯ４水溶液ファクター、Ｗ２は試料採取量（ｇ）を表す。）。
【００３２】
（実施例１）
第１エステル化反応装置（２５３℃）に、テレフタル酸１６４３質量部（６０モル％）、イソフタル酸１０９５質量部（４０モル％）とエチレングリコール１０８４質量部（１００モル％）のスラリーを２７３８質量％／時間の割合で連続的に供給してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体を第２エステル化反応装置に供給する。第２エステル化反応装置（２６５℃）に、ポリエステル屑（繊維やポリエステル製品の製造工程で発生するポリマーを粉砕したもの）を１５８質量％／時間の割合で連続的に添加し、同時にジエチレングリコールを３１．７質量部／時間の割合で添加してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体は、連続的に第１重縮合反応装置（８．０ＫＰａ）、第２重縮合反応装置（２．７ＫＰａ）および第３重縮合反応装置（０．４ＫＰａ）へと経由搬送され、重縮合反応により固有粘度が０．６２０のポリマー（ポリエステル）３１６７質量部／時間を得た。得られたポリマー（共重合ポリエステル）中のＤＥＧ含有量は、２．５２質量％であり、ＣＯＯＨ含有量は２６．５ｅｑ／ｔｏｎとなっており、得られたポリマーの色調は、ｂ値が７．３であった。得られたポリマーの物性を、表１に示す。エステル化反応率も問題なく、ポリマーを得られることを確認した。
【００３３】
（実施例２）
実施例１と同じ方法で、第１エステル化反応装置（２５３℃）に、テレフタル酸１７８０質量部（６５モル％）、イソフタル酸９５８質量部（３５モル％）とエチレングリコール１０８４質量部（１００モル％）のスラリーを２７３８質量％／時間の割合で連続的に供給してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体を第２エステル化反応装置に供給す第２エステル化反応装置（２６５℃）に、ポリエステル屑（繊維やポリエステル製品の製造工程で発生するポリマを粉砕したもの）を９５質量％／時間の割合で連続的に添加し、同時にジエチレングリコールを４７．５質量部／時間の割合で添加してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体は、連続的に第１重縮合反応装置（８．０ＫＰａ）、第２重縮合反応装置（２．７ＫＰａ）および第３重縮合反応装置（０．４ＫＰａ）へと経由搬送され、重縮合反応により固有粘度が０．６１８のポリマー（ポリエステル）３１６７質量部／時間を得た。得られたポリマー（共重合ポリエステル）中のＤＥＧ含有量は、２．７８質量％であり、ＣＯＯＨ含有量は２７．２ｅｑ／ｔｏｎとなっており、得られたポリマーの色調は、ｂ値が７．１であった。得られたポリマーの物性を、表１に示す。エステル化反応率も問題なく、ポリマーを得られることを確認した。
【００３４】
（実施例３）
実施例１と同じ方法で、第１エステル化反応装置（２５３℃）に、テレフタル酸１７８０質量部（６５モル％）、イソフタル酸９５８質量部（３５モル％）とエチレングリコール１０８４質量部（１００モル％）のスラリーを２７３８質量％／時間の割合で連続的に供給してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体を第２エステル化反応装置に供給す第２エステル化反応装置（２６５℃）に、ポリエステル屑（繊維やポリエステル製品の製造工程で発生するポリマを粉砕したもの）を１２７質量％／時間の割合で連続的に添加し、同時にジエチレングリコールを６３．０質量部／時間の割合で添加してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体は、連続的に第１重縮合反応装置（８．０ＫＰａ）、第２重縮合反応装置（２．７ＫＰａ）および第３重縮合反応装置（０．４ＫＰａ）へと経由搬送され、重縮合反応により固有粘度が０．６１０のポリマー（ポリエステル）３１６７質量部／時間を得た。得られたポリマー（共重合ポリエステル）中のＤＥＧ含有量は、２．９８質量％であり、ＣＯＯＨ含有量は２５．５ｅｑ／ｔｏｎとなっており、得られたポリマーの色調は、ｂ値が７．０であった。得られたポリマーの物性を、表１に示す。エステル化反応率も問題なく、ポリマーを得られることを確認した。
【００３５】
（比較例１）
第１エステル化反応装置（２５３℃）に、テレフタル酸１６４３質量部（６０モル％）、イソフタル酸１０９５質量部（４０モル％）とエチレングリコール１０８４質量部（１００モル％）のスラリーを２７３８質量％／時間の割合で連続的に供給してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体を第２エステル化反応装置に供給する。第２エステル化反応装置（２６５℃）に、ポリエステル屑（繊維やポリエステル製品の製造工程で発生するポリマーを粉砕したもの）を１５８質量％／時間の割合で連続的に添加し、エステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体は、連続的に第１重縮合反応装置（８．０ＫＰａ）、第２重縮合反応装置（２．７ＫＰａ）および第３重縮合反応装置（０．４ＫＰａ）へと経由搬送され、重縮合反応により固有粘度が０．６６０のポリマー（ポリエステル）３１６７質量部／時間を得た。得られたポリマー（共重合ポリエステル）中のＤＥＧ含有量は、０．９２質量％であり、ＣＯＯＨ含有量は３７．６ｅｑ／ｔｏｎとなっており、得られたポリマーの色調は、ｂ値が８．４であった。得られたポリマーの物性を、表１に示す。
【００３６】
（比較例２）
比較例１と同じ方法で、第１エステル化反応装置（２５３℃）に、テレフタル酸１７８０質量部（６５モル％）、イソフタル酸９５８質量部（３５モル％）とエチレングリコール１０８４質量部（１００モル％）のスラリーを２７３８質量％／時間の割合で連続的に供給してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体を第２エステル化反応装置に供給する。第２エステル化反応装置（２６５℃）に、ポリエステル屑（繊維やポリエステル製品の製造工程で発生するポリマーを粉砕したもの）を１２７質量％／時間の割合で連続的に添加し、同時にジエチレングリコールを１１１質量部／時間の割合で添加してエステル化反応を行い、生成されたポリエステル低重合体は、連続的に第１重縮合反応装置（８．０ＫＰａ）、第２重縮合反応装置（２．７ＫＰａ）および第３重縮合反応装置（０．４ＫＰａ）へと経由搬送され、重縮合反応により固有粘度が０．５３０のポリマー（ポリエステル）３１６７質量部／時間を得た。得られたポリマー（共重合ポリエステル）中のＤＥＧ含有量は、４．１５質量％であり、ＣＯＯＨ含有量は３９．５ｅｑ／ｔｏｎとなっており、得られたポリマーの色調は、ｂ値が６．１であった。得られたポリマーの物性を、表１に示す。
【００３７】
【表１】
2018135427.tif 000002