改性聚酯及其连续制造方法技术

本发明专利技术提供一种改性聚酯，其主要重复单元是对苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有２．０～３．０摩尔％的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分，在聚合物中含有９．０～１３．０重量％的平均分子量为１０００～１００００的聚亚烷基二醇，其特征在于：在乙二醇成分中，所含的ＤＥＧ的摩尔百分比是４．７～５．７摩尔％，极限粘度的最大值［η］↓［ｍａｘ］和最小值［η］↓［ｍｉｎ］之比１．０～１．０２。本发明专利技术改性聚酯具有充分的碱水溶解性、并且在溶融纺丝时粘度较低和不着色、纺织操作性优良、生产性能优良。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用碱水极容易溶解的。特别涉及极限粘度稳定、纺丝操作性和丝物理性能稳定的碱易溶解聚酯，以及可以效率高、生产成本低的碱易溶解聚酯的直接连续聚制造方法。并且，复合纤维作为适合所谓漂白加工的聚酯类布帛、例如在特开平4-91894号公报中记载的布帛的构成成分被使用。过去，对碱易溶解聚酯进行了各种研究，例如在特公昭47-47532号公报中，提出了添加5～16重量％的聚亚烷基二醇类的聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且，在特公昭63-20939号公报中，提出了将与3摩尔％以上的5-磺酸钠基-间苯二甲酸酯共聚的聚对苯二甲酸乙二醇酯。但是，就前者的情况来说，如果聚亚烷基二醇类的含有率较多，就会产生聚合物的耐热性、耐空气氧化性恶化，溶融纺丝时的粘度下降，着色、加捻工序的粉化等问题。并且，就后者的情况来说，如果5-磺酸钠基-间苯二甲酸酯的共聚率较多，就存在因5-磺酸钠基-间苯二甲酸酯持有电荷造成的凝聚、凝胶化增粘，而使纺丝困难，并因产生微细凝胶而使纺丝过滤压急剧上升，纺丝操作性恶化的缺点。于是，在特公昭61-1551号公报和特开平1-162825号公报中提出了对两种成分进行适宜调整后再使用的方案，但现状是上述问题不能完全解决。现在，制造改性聚酯的方法的主流是特开昭62-89725号公报中记载的使用对苯二甲酸二甲酯的酯交换法(以下称为DMT法)，在DMT法中，一般是分批法。并且，作为涉及使用对苯二甲酸的直接聚合法(以下称为直聚法)的制造方法，在特公昭58-45971号公报有记载，但这也是分批法。如果使用分批法，就会存在以下问题由于聚合物挤出的时效变化，产生开始挤出时的聚合物粘度和挤出结束时的聚合物粘度的不同，并且，若增加批数，釜内残存的聚合物混入劣化异物，增大各批量之间的聚合物物理性能的差别。为了改善这些问题的对策就是减少批量数，调合聚合物颗粒，但生产效率低下，不能进行低成本的生产。作为上述对策，例如在特开昭62-146921号公报中提出了使用直接连续聚合法、酯化结束后抽出低聚物、导入另外的聚合槽中以分批聚合法进行制造的方法，但因聚合反应变为分批方式，也存在聚合物物理性能不均、不能满足需要、设备复杂的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供一种主要重复单元是对苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有2.0～3.0摩尔％的含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分，在聚合物中含有9.0～13.0重量％的平均分子量为1000～10000的聚亚烷基二醇的聚酯，其特征在于在乙二醇成分中，所含的DEG的摩尔百分比是4.7～5.7摩尔％，极限粘度的最大值max和最小值min之比是1.0≤max/min≤1.02。并且，本专利技术的聚酯的制造方法的特征在于以对苯二甲酸，乙二醇、含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分、聚亚烷基二醇为原料，进行直接酯化反应、缩合反应而制造聚酯时，使二羧酸成分和乙二醇淤浆化，调整PH为4.5～5.5，在总摩尔比为1.1～1.2的条件下，使该淤浆进行连续的酯化反应，在所生成的低聚物中加入聚亚烷基二醇之后，依次导入聚合槽，在减压条件下进行聚合反应等的连续进行一连串的反应。本专利技术的碱易溶解改性聚酯因为对于碱性溶剂的溶解速度很快，在接近通常的聚对苯二甲酸乙二醇酯的条件下，操作性优良，能够进行溶融纺丝、后处理，所以能够效率优良地使用于极细丝制造用复合纤维和漂白加工用布帛的制造中。符号说明1淤浆化槽；2第1酯化槽；3第2酯化槽；4聚合槽；a、b改性剂等投入口。SIPE的共聚率需要设定为聚合物的酸成分中2.0～3.0摩尔％。如果SIPE的共聚率比这少，就不能得到充分的碱溶解性。另一方面，如果共聚率比这多，就会因溶融纺丝工序中的SIPE的电荷作用而产生增粘、凝胶化，操作性显著下降。并且，聚亚烷基二醇可以用一般式HO(CnH2nO)mH(其中n、m为正的整数)表示，n＝2时的聚乙二醇(以下称为PEG)是应用广泛并且是最理想的。本专利技术所使用的PEG的分子量需要是1000～10000。如果分子量不足1000，就会在溶融纺丝时容易引起改性聚酯的水解反应，聚酯的耐热性不充分，在聚酯颗粒之间发生粘连，在加捻工序发生粉化。并且，如果分子量超过10000，就会缺乏聚合反应性，因为难以将PEG共聚到聚酯的分子链中，所以聚酯的耐氧化性恶化。PEG的共聚量需要为聚合物的9.0～13.0重量％。如果共聚量不足9.0重量％，碱水溶解性能就不充分，另一方面，如果超过13.0重量％，聚合物的耐热性、耐氧化性就恶化。本专利技术的聚酯的极限粘度的最大值max和最小值min之比是1.0≤max/min≤1.02。如果max/min在上述范围之外，在纺丝时就会经常发生断线，因纺丝过滤性恶化而缩短纺丝模嘴的寿命等，操作性恶化。并且，就本专利技术的聚酯来说，在乙二醇成分中含有4.7～5.7摩尔％的二甘醇(DEG)。该DEG是因聚合中的副反应而生成的。如果不足4.7摩尔％，碱水溶解性能就恶化。并且，如果超过5.7摩尔％，聚合物的耐热性、耐氧化性就恶化，溶融纺丝时的操作性显著恶化。下面用附图详细说明本专利技术的权利要求2的改性聚酯的制造方法。(附图说明图1)是表示本专利技术的一个实施例的步骤示意图。在淤浆化槽1中将对苯二甲酸和乙二醇淤浆化后，向1从投入口a投入含磺酸金属盐基的间苯二甲酸化合物并使之淤浆化。然后，将该淤浆连续供给到第1酯化槽2中并进行酯化反应形成低聚物。而且将生成的低聚物依次供给到第2酯化槽3中，在投入口b添加聚亚烷基二醇。然后，将该低聚物依次连续地供给到聚合槽4中，并在真空状态下连续地进行聚合反应至给定的聚合度。从聚合槽4的聚合物排出口(未图示)通过细孔将已达到给定聚合度的聚合物挤出至冷却水浴中，通过截断装置将挤出的条状物进行造粒。在此，将含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分均匀地添加到已事先调制的对苯二甲酸和乙二醇的淤浆中是重要的。就现有的技术思想来说，为了抑制因SIPE具有电荷所引起的凝胶，一般是将SIPE投入到酸值低的低聚物中。但是，存在因为酯化结束的低聚物的粘度高，所以SIPE的分散性恶化、产生凝聚的问题。并且，将乙二醇投入到酯化结束的低聚物中并降低聚合度的解聚法只适用于分批式的制造方法。如本专利技术，通过将SIPE均匀地投入并分散到对苯二甲酸和乙二醇的淤浆中，可以解决上述问题，能够采用效率良好的连续聚合方法。这样，还需要向已调制的淤浆中添加钠、钾、锂、镁、钙等的氢氧化物、乙酸盐、碳酸盐那样的碱金属或碱土金属的氢氧化物和弱酸盐等，将淤浆的PH值调整至4.5～5.5的范围内。具体地说，用于调制PH值而添加的化合物可以举出乙酸钠、乙酸钾、乙酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾等，但乙酸钠、乙酸锂等是特别好用的。添加这些化合物不拘泥于特别的方法，但例如将其溶解在少量的乙二醇中的添加方法是适宜的。如果淤浆的PH值不足4.5，DEG的副反应就极多。另一方面，如果PH值超过5.5，聚合物的颜色加重，并且在聚合物中产生很多不溶物，所以得不到适合实用的聚合物。PH值最好是在4.7～5.3的范围内。在本专利技术中，需要将酯化时的总摩尔比设定为1.1～1.2。如果该摩尔比超过1.2，就会大量生成DEG、损害聚合物的物理性能。并且，如果不足1.1，因为乙二醇的量不充分，就不能正常地进行酯化反应、聚合反应。PEG的投入最好在图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯，其主要重复单元是对苯二甲酸乙二醇酯，在酸成分中含有２．０～３．０摩尔％的含磺酸金属盐基的间苯二甲酸成分，在聚合物中含有９．０～１３．０重量％的平均分子量为１０００～１００００的聚亚烷基二醇，其特征在于： 在乙二醇成分中，所含的二甘醇的摩尔百分比是４．７～５．７摩尔％，极限粘度的最大值［η］↓［ｍａｘ］和最小值［η］↓［ｍｉｎ］之比是：１．０≤［η］↓［ｍａｘ］／［η］↓［ｍｉｎ］≤１．０２。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胜间启太，渡边隆彦，吉田伸治，酒井正弘，高田真吾，
申请(专利权)人：KB世联株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]