JP2008169328A - Method for producing polyester composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリエステル組成物の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、オリゴマー含有量が少なく、特にポリエステルフィルムの製造に好適な固有粘度を有するポリエステル組成物の製造方法である。 The present invention relates to a method for producing a polyester composition. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyester composition having a low oligomer content and particularly having an intrinsic viscosity suitable for producing a polyester film.
従来、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル組成物は、物理的、化学的性質が優れているため、工業的価値が高く、繊維、フィルムや成形品などとして汎く使用されている。 Conventionally, polyester compositions typified by polyethylene terephthalate are excellent in physical and chemical properties, and thus have high industrial value and are widely used as fibers, films, molded articles and the like.
特にポリエチレンテレフタレートを用いたフィルムは、その透明性、強度、原料入手の容易性等により、液晶表示板の部材や、CRT表面の保護、磁気記録媒体の部材などのIT関連用途に広く利用されつつある。 In particular, films using polyethylene terephthalate are widely used in IT-related applications such as liquid crystal display panel members, CRT surface protection, and magnetic recording medium members because of their transparency, strength, and availability of raw materials. is there.
しかしながら、ポリエステル中にはオリゴマーが環状三量体を主体に約1〜2重量%存在する。フィルム成形工程において、このオリゴマーがフィルム表面に析出するなどして、白化や透明性の低下など、商品の品位低下の要因となることがあった。 However, the oligomer is present in the polyester in an amount of about 1 to 2% by weight, mainly a cyclic trimer. In the film forming process, the oligomer may be deposited on the film surface, which may cause deterioration in product quality such as whitening or a decrease in transparency.
オリゴマーを減少させる方法として、減圧下または不活性気体流通下に200℃ないしポリエステルの融点の温度で加熱処理する固相重縮合法が提案されている。この中で、ポリエチレンテレフタレートに通常含まれている1.3〜1.7重量%のオリゴマー量を0.5重量%以下に減少できることが開示されている(特許文献1及び特許文献2参照)。
As a method for reducing oligomers, a solid-phase polycondensation method in which heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. to the melting point of polyester under reduced pressure or in an inert gas flow has been proposed. Among these, it is disclosed that the amount of oligomer of 1.3 to 1.7% by weight usually contained in polyethylene terephthalate can be reduced to 0.5% by weight or less (see
しかし、かかる公知の固相重縮合法によるオリゴマーを減少させる技術では、確かにオリゴマー量は減少できるものの、同時にポリエステル組成物の重縮合反応も進み固有粘度が増加することから、フィルム成形のための溶融時の剪断発熱によりポリマー温度が上昇して、オリゴマーの再生と色調悪化を生じる問題があった。 However, in the technique for reducing oligomers by the known solid-phase polycondensation method, the amount of oligomers can surely be reduced, but at the same time, the polycondensation reaction of the polyester composition proceeds and the intrinsic viscosity increases. There was a problem that the polymer temperature was raised by shearing heat generation at the time of melting, resulting in oligomer regeneration and color deterioration.
また、固有粘度が上昇する問題を解決するため、固相重縮合時の不活性気体の流量を調整する方法やグリコール成分を含有した不活性気体を加圧存在下に流通させる方法、さらには、一旦、固相重合処理した後、湿熱処理を行い、ポリマーの固有粘度を処理前と同等にする方法などが提案されている(特許文献3、4及び特許文献5参照)。
Moreover, in order to solve the problem of increasing the intrinsic viscosity, a method of adjusting the flow rate of the inert gas during solid phase polycondensation, a method of circulating an inert gas containing a glycol component in the presence of pressure, There has been proposed a method in which a solid-state polymerization treatment is performed and then a wet heat treatment is performed to make the intrinsic viscosity of the polymer equivalent to that before the treatment (see
しかし、本発明者らがこの方法を検討したところ、目標とするオリゴマー量まで低減させるには、長時間の処理中に多量のポリマー粉が発生するが、このポリマー粉は製品より熱履歴を受け易いために、選択的に高融点化したり、酸化または熱劣化による架橋化が起こり、成形時に未溶融の状態で製品に混入することから、成形品の欠点となったり、特にフィルムの製造工程では破断の起点となるなど、品質面、生産性の面で問題を生じた。 However, when the present inventors examined this method, in order to reduce to the target oligomer amount, a large amount of polymer powder was generated during a long-time treatment, but this polymer powder received a heat history from the product. Because of its ease, it has a high melting point selectively, cross-linking due to oxidation or thermal degradation, and it is mixed into the product in an unmelted state during molding, which may be a defect of the molded product, especially in the film production process There were problems in terms of quality and productivity, such as the starting point of fracture.
そこで、製品中のポリマー粉を除去することが重要となり、熱処理後に除去工程を設けることが提案されている(特許文献6)。 Therefore, it is important to remove the polymer powder in the product, and it has been proposed to provide a removal step after the heat treatment (Patent Document 6).
しかし、熱処理中に発生したポリマー粉には、その量と熱履歴に分布を持つことから、熱処理後にポリマー粉の除去を行った場合、確率的に熱履歴を受けたポリマー粉が製品側に多く残るために、ロット間のばらつきから、次工程の製品欠点増加や生産性低下を効果的に抑えることが困難であった。また、除去工程をさらに追加する必要があることから、エネルギー面と設備費用面でも問題となる。 However, the amount of polymer powder generated during heat treatment has a distribution in the amount and heat history, so when polymer powder is removed after heat treatment, there is a lot of polymer powder that has stochastically received heat history on the product side. Therefore, it is difficult to effectively suppress an increase in product defects and a decrease in productivity in the next process due to variations among lots. Moreover, since it is necessary to add a removal process further, it becomes a problem also in an energy side and an installation cost side.
一方、攪拌機を有する流動式竪型の固相重合装置を用いて、ポリマー粉を除去しつつ、該装置の欠点であるペレットの自重によるペレット同士の融着を防止する固相重合法が提案さている(特許文献7)。 On the other hand, a solid-phase polymerization method has been proposed that uses a fluidized vertical solid-phase polymerization apparatus having a stirrer to remove the polymer powder and prevent the pellets from fusing due to their own weight, which is a drawback of the apparatus. (Patent Document 7).
斯かる方法は、熱処理中に発生するポリマー粉を除去しながら加熱され、熱履歴を受けたポリマー粉を有効に減じせしめる方法であるが、やはり、固有粘度が上昇する為、フィルム成形のための溶融時の剪断発熱によりポリマー温度の上昇を伴い、オリゴマーが再生し、色調が悪化するなどの問題を生じた。 Such a method is a method of effectively reducing the polymer powder that has been heated while removing the polymer powder generated during the heat treatment and has undergone a thermal history. However, since the intrinsic viscosity increases, The polymer temperature was increased by shearing heat generation at the time of melting, and the oligomer was regenerated and the color tone deteriorated.
また、ポリエステル組成物を用いた厚物フィルムは、通常、口金から押し出し成形後、縦・横の二軸延伸により製造される。この縦延伸は、通常、多数の加熱したロールによる延伸方法が用いられる。ところが本発明者らの検討によると、ポリエステル組成物のカルボキシル末端基量が少ないと、縦延伸時にフィルムとロールとの密着性が低下し、ロール周速度とフィルムの通過速度に差が発生するため、製品のポリエステルフィルムにスリ傷が発生することが判明した。この傷の発生は延伸張力の高い製品厚みが30μmを超える厚物フィルムの製造において顕著であった。すなわち、特許文献1及び6の方法では、ポリエステルのカルボキシル末端基量が低下し、厚物フィルム成形時にスリ傷が発生する問題が生じた。
本発明は、オリゴマー含有量が少なく、フィルム成形に適した固有粘度を有し、さらに、成形時に発生する未溶融異物を抑制できるポリエステル組成物を効率的に製造する方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a polyester composition having a low oligomer content, an intrinsic viscosity suitable for film molding, and further capable of suppressing unmelted foreign matters generated during molding.
本発明の前記目的は、以下の方法で達成できる。
すなわち、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体を主成分とするジカルボン酸成分と、エチレングリコールを主成分とするジオールとをエステル化反応もしくはエステル交換反応し、次いで重縮合反応させることにより得られたポリエステル組成物(A)を、固有粘度(C)が0.52dl/g以上、0.68dl/g以下のペレットとし、下記(a)、(b)、(c)を満足する処理を行うことにより、固有粘度(D)が0.50dl/g以上、0.70dl/g以下、オリゴマーの含有量が0.4重量%以下、であるポリエステル組成物(B)を得ることを特徴とするポリエステル組成物の製造方法。
(a)撹拌機を有する流動式竪型の加熱装置において、装置内のペレット充填体積が静置時の1.03〜1.18倍となるよう循環気体を循環させ、ポリエステル組成物(A)と同一成分のポリマー粉を循環気体から除去しながら不活性加熱気体を循環させ、ペレットの加熱処理温度が205℃以上235℃以下となる範囲で固相重合する工程。
(b)(a)で得られたペレットに対して(a)と同一の充填体積を維持し、水分率60%以上98%未満の加熱混合気体を循環させてポリマーを湿熱処理する工程。
(c)ポリエステル組成物(A)の固有粘度(C)、処理後のポリエステル組成物(B)の固有粘度(D)の関係が、−0.05dl/g≦(D)−(C)≦0.05dl/gを満足する。
The object of the present invention can be achieved by the following method.
That is, a polyester obtained by esterifying or transesterifying a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof as a main component with a diol containing ethylene glycol as a main component, followed by a polycondensation reaction. By subjecting the composition (A) to pellets having an intrinsic viscosity (C) of 0.52 dl / g or more and 0.68 dl / g or less, and performing treatments that satisfy the following (a), (b), and (c) And a polyester composition (B) having an intrinsic viscosity (D) of 0.50 dl / g or more and 0.70 dl / g or less and an oligomer content of 0.4 wt% or less. Manufacturing method.
(A) In a flow type vertical heating apparatus having a stirrer, a circulating gas is circulated so that the pellet filling volume in the apparatus is 1.03 to 1.18 times that at the time of standing, and the polyester composition (A) A step of circulating solid inert gas while removing polymer powder of the same component from the circulating gas, and solid-phase polymerization in a range where the heat treatment temperature of the pellet is 205 ° C. or higher and 235 ° C. or lower.
(B) A step of subjecting the pellets obtained in (a) to the same filling volume as in (a) and circulating a heated mixed gas having a moisture content of 60% or more and less than 98% to wet-heat-treat the polymer.
(C) The relationship between the intrinsic viscosity (C) of the polyester composition (A) and the intrinsic viscosity (D) of the treated polyester composition (B) is −0.05 dl / g ≦ (D) − (C) ≦ 0.05 dl / g is satisfied.
本発明によれば、オリゴマーの含有量が少なく、かつ成形時に異物化する可能性のあるポリマー粉量を抑え、固有粘度とカルボキシル末端基量が特に中厚物フィルムに適したポリエステル組成物を効率的に生産することができる。すなわち、通常生産される低オリゴマー化を特に必要としない汎用グレードのフィルム用ポリエステル組成物を用いて、低オリゴマー化を図り、かつ固有粘度及びカルボキシル末端基量が、中厚物フィルムに適したポリエステル組成物を製造することができる。 According to the present invention, the content of the oligomer is small, the amount of polymer powder that may be converted into a foreign substance during molding is suppressed, and the polyester composition having an intrinsic viscosity and an amount of carboxyl end groups particularly suitable for a medium-thick film is efficient. Can be produced. That is, a polyester that is generally produced and does not require any low oligomerization, and is a low-oligomerized polyester composition that is suitable for medium-thickness films. A composition can be produced.
本発明におけるポリエステル組成物は、テレフタル酸またはそのエステル形成誘導体を主成分とするジカルボン酸成分と、エチレングリコールを主成分とするジオールとをエステル化反応もしくはエステル交換反応を行い、次いで重縮合反応させることにより製造されるポリエステル組成物を言う。さらに、0〜20モル%の範囲で共重合成分を含んでも良い。共重合成分としては、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環族ジカルボン酸などで示されるジカルボン酸成分、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸などのオキシカルボン酸なども使用することができる。また、エチレングリコール以外のジオールとしては、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのグリコール成分、さらにはポリエチレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリアルキレングリコールなども使用することができる。 In the polyester composition of the present invention, a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof as a main component and a diol containing ethylene glycol as a main component are subjected to an esterification reaction or a transesterification reaction, followed by a polycondensation reaction. The polyester composition manufactured by this. Furthermore, you may contain a copolymerization component in 0-20 mol%. Examples of copolymer components include aromatic dicarboxylic acids such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, and isophthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid and sebacic acid, hexahydroterephthalic acid, and hexahydroisophthalic acid. A dicarboxylic acid component represented by an alicyclic dicarboxylic acid or the like, an oxycarboxylic acid such as 5-sodium sulfoisophthalic acid or hydroxyethoxybenzoic acid, or the like can also be used. Further, as diols other than ethylene glycol, glycol components such as butanediol and cyclohexanedimethanol, and polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polybutylene glycol can also be used.
以下、代表的なポリエステル組成物であるポリエチレンテレフタレートにより説明する。 Hereinafter, description will be made with polyethylene terephthalate, which is a typical polyester composition.
本発明で用いられる出発原料のポリエステル組成物(A)は、テレフタル酸またはジメチルテレフタレートとエチレングリコールとを、120℃から255℃で常圧または微加圧下でエステル化反応またはエステル交換反応を行い、ビスヒドロキシエチルテレフタレートまたはそのオリゴマーを得た後、減圧下、200℃から300℃において重縮合せしめる方法で製造できる。 The starting polyester composition (A) used in the present invention is terephthalic acid or dimethyl terephthalate and ethylene glycol, subjected to an esterification reaction or a transesterification reaction at 120 to 255 ° C. under normal pressure or slight pressure, After obtaining bishydroxyethyl terephthalate or its oligomer, it can be produced by a polycondensation method at 200 to 300 ° C. under reduced pressure.
ここで、重縮合触媒として従来公知のチタン化合物、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物が使用できるが、コスト及び色調への影響の面でアンチモン系の化合物が最も適切で、さらに、加熱処理によって低減せしめたオリゴマーは、成形時に再生することを抑えるため、そのアンチモン元素量を0.005重量%から0.020重量%とすることが好ましく、中でも0.005重量%から0.012重量%がより好ましい。含有量を0.005重量%以上とすることで、溶液重縮合段階での十分な重合速度が得られ、適切な反応時間内に色調が良好なポリマーを得る事が出来る。また、0.020重量%以下にすることでフィルム製造段階でのオリゴマーの再生速度を抑え、フィルム中のオリゴマー量を低減できる。 Here, conventionally known titanium compounds, germanium compounds, and antimony compounds can be used as the polycondensation catalyst, but antimony compounds are most suitable in terms of the influence on cost and color tone, and further oligomers reduced by heat treatment. In order to suppress regeneration during molding, the amount of the antimony element is preferably 0.005 wt% to 0.020 wt%, and more preferably 0.005 wt% to 0.012 wt%. By setting the content to 0.005% by weight or more, a sufficient polymerization rate in the solution polycondensation stage can be obtained, and a polymer having a good color tone can be obtained within an appropriate reaction time. Moreover, the reproduction | regeneration speed | rate of the oligomer in a film manufacture stage can be suppressed by making it 0.020 weight% or less, and the amount of oligomers in a film can be reduced.
本発明のポリエステル組成物には、添加物としてマンガン、マグネシウム、カルシウム、コバルトなどの金属化合物、或いはアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、例えば、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキシド、炭酸マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、炭酸カルシウム等を加えることも可能である。 The polyester composition of the present invention contains, as additives, metal compounds such as manganese, magnesium, calcium and cobalt, or alkali metal salts and alkaline earth metal salts such as lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, magnesium acetate, water Magnesium oxide, magnesium alkoxide, magnesium carbonate, potassium hydroxide, calcium hydroxide, calcium acetate, calcium carbonate and the like can be added.
また、安定剤としてリン化合物、例えば、リン酸、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリn−ブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート、トリエチルフォスフォノアセテート、トリス(トリエチレングリコール)ホスフェート、亜リン酸、ジオクチルホスフェート、トリフェニルホスファイト、トリスドデシルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、メチルアッシドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、トリエチレングリコールアシッドホスフェート、イソプロピルアッシドホスフェート、ブチルアッシドホスフェート等を使用しても良い。 Further, phosphorus compounds as stabilizers, such as phosphoric acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, dibutyl phosphate, monobutyl phosphate, triethyl phosphonoacetate, Tris (triethylene glycol) phosphate, phosphorous acid, dioctyl phosphate, triphenyl phosphite, trisdodecyl phosphite, trisnonyl phenyl phosphite, methyl acid phosphate, ethyl acid phosphate, triethylene glycol acid phosphate, isopropyl acid phosphate Butyl acid phosphate may be used.
さらに、顔料、染料、核剤、充填剤などを使用しても良い。 Further, pigments, dyes, nucleating agents, fillers and the like may be used.
かくして得られたポリエステル組成物を、シートカット、ストランドカット法などにより適宜のペレット状に成形する。 The polyester composition thus obtained is formed into an appropriate pellet by a sheet cutting method, a strand cutting method, or the like.
上記の重縮合で得られたポリエステル組成物、即ち加熱処理前のポリエステル組成物(A)の固有粘度(C)は0.52dl/g以上0.68dl/g以下が好ましく、中でも0.54dl/g以上0.65dl/gで以下あることがより好ましい。固有粘度が0.52dl/g以上とすることで、フィルムの製造に用いた際に必要な強度が得られ、膜破れや成形物の破損などを軽減することが可能となり有利である。また、固有粘度を0.68dl/g以下にすることで、溶融成形時の剪断発熱で温度が上昇するのを抑えられ、製品中のオリゴマー量を低減させるのに有利である。 The polyester composition obtained by the above polycondensation, that is, the intrinsic viscosity (C) of the polyester composition (A) before the heat treatment is preferably 0.52 dl / g or more and 0.68 dl / g or less, and more preferably 0.54 dl / g. More preferably, it is at least 0.65 dl / g and below. When the intrinsic viscosity is 0.52 dl / g or more, it is advantageous in that a necessary strength can be obtained when the film is used for manufacturing a film, and it is possible to reduce film breakage and breakage of a molded product. Further, by setting the intrinsic viscosity to 0.68 dl / g or less, it is possible to suppress an increase in temperature due to shearing heat generation during melt molding, and it is advantageous in reducing the amount of oligomers in the product.
得られたポリエステル組成物ペレットのオリゴマー量を低減させるため固相重合と続けて湿熱処理を実施する。加熱処理において、特に回分式で攪拌機を有する流動式の竪型の乾燥装置を用いることより、製品欠点がない良好なポリエステル組成物を最も効率よく生産することができる。 In order to reduce the oligomer amount of the obtained polyester composition pellets, a wet heat treatment is performed following the solid phase polymerization. In the heat treatment, a good polyester composition free from product defects can be most efficiently produced by using a fluid type vertical drying apparatus having a batch type stirrer.
好適な装置について、図1で具体的に説明する。本装置は竪型円筒と下部が逆円錐形状の組み合わせからなる加熱処理塔2に、原料ポリエステルペレット投入口1、および循環不活性気体供給口12、排気口13、加熱処理終了後にペレットを排出する排出口5が設けられている。装置内部の攪拌部は水平方向の攪拌翼3を複数本有する攪拌軸4で構成されている。
A suitable apparatus will be specifically described with reference to FIG. This apparatus discharges the pellets to the
不活性気体の流れは排気口13から集塵装置6を経て熱交換機7で冷却され、冷却塔8又はバイパス9を経由して、循環ブロワー10より循環され、最後に加熱ヒーター11によって所定の温度に昇温されて加熱処理塔2に供給される。
The flow of the inert gas is cooled by the heat exchanger 7 from the exhaust port 13 through the dust collector 6, circulated from the
循環させる不活性気体は、ポリエステル組成物に対して不活性なものであれば良く、例えば窒素、ヘリウム、炭酸ガスなどを挙げることができるが、経済性から窒素が好ましく用いられる。 The inert gas to be circulated is not particularly limited as long as it is inert to the polyester composition, and examples thereof include nitrogen, helium, carbon dioxide gas, etc. Nitrogen is preferably used from the viewpoint of economy.
加熱処理の方法として、まず不活性気体を連続的に供給し、さらに攪拌軸4を回転させ、この状態で、ペレット投入口1より原料ポリエステル組成物のペレットを定量投入する。投入終了後、冷却塔8を経て不活性気体供給口12から循環される不活性気体の温度を、徐々に所定の温度まで上げて行き、途中ペレットの乾燥状態を見ながら固相重合温度まで昇温させ、これを保持することで固相重合を実施する。目標品質に到達後、引き続き、混合・不活性気体供給ライン15を介して混合気体を供給し所定の温度、水分率を保持しつつ湿熱処理を工程に入る。この間、循環はバイパス9を併用し、温度、水分率をポリエステルペレットが所定の品質に到達するまで保持する。所定の品質に到達後、直ちに循環する不活性気体を冷却塔8に通して冷却風に切り替え、ポリエステルペレットを100℃以下まで冷却する。加熱処理後のポリエステルペレットはペレット排出口5より排出する。
As a heat treatment method, first, an inert gas is continuously supplied, and the stirring
また、本発明の加熱処理塔2の塔内におけるペレットは、加熱処理塔2の下部におけるペレットの自重による融着を防ぐため、浮かせた状態にする。具体的には循環気体を流通した状態で、所定量のポリエステルペレットをペレット投入口1より投入後、不活性気体の循環流量を制御してペレットを浮かせた状態にする。その際、ペレットの充填体積は静置時の1.03〜1.18倍が良く、好ましくは1.05〜1.15倍、さらに好ましくは1.07〜1.14倍が良い。1.03倍未満であると加熱処理塔下部でペレットの自重による融着が発生し排出不能となるなどの問題を生ずる。一方、1.18倍を越えるとペレットの飛散が激しくなり生産収率が低下するとともに、内壁等との衝突による異形ペレットを発生させ、輸送配管を閉塞させるなどの問題を生じ好ましくない。
Moreover, the pellets in the tower of the
ペレットを均一に浮かせるためには、不活性気体の供給方向、供給速度を均一にすることが望ましく、例えばペレットサイズよりも小さな穴を多数設けたプレート等を介して供給することがよい。 In order to float the pellets uniformly, it is desirable to make the supply direction and the supply speed of the inert gas uniform. For example, the pellets may be supplied through a plate provided with many holes smaller than the pellet size.
さらに、循環不活性気体の塔内流速は、0.4〜1.0m/sの範囲とすることが好ましい。この際ペレットの飛散をおさえるために、ペレット飛散防止板を取り付けることは構わない。またその形状については特に問わないが、例えばペレットサイズよりも小さい目の金網を不活性気体排気口に設置する等の方法がある。 Further, the flow rate of the circulating inert gas in the tower is preferably in the range of 0.4 to 1.0 m / s. At this time, in order to suppress the scattering of the pellet, a pellet scattering prevention plate may be attached. The shape is not particularly limited. For example, there is a method of installing a wire mesh smaller than the pellet size in the inert gas exhaust port.
ポリエステルペレットを固相重合するための昇温速度を制御することは融着防止に効果的である。本発明においては、Tg−5℃〜Tg+15℃の範囲を0.3℃/分以下の速度で加熱昇温することで目的をいっそう達成できる。好ましくは0.2℃/分以下である。0.3℃/分以上を越えると、特に共重合ポリエステルペレットの場合は融着が発生しやすい。 Controlling the heating rate for solid-phase polymerization of the polyester pellets is effective for preventing fusion. In the present invention, the object can be further achieved by heating and heating in the range of Tg-5 ° C to Tg + 15 ° C at a rate of 0.3 ° C / min or less. Preferably it is 0.2 degrees C / min or less. If it exceeds 0.3 ° C./minute or more, fusion is likely to occur particularly in the case of copolymerized polyester pellets.
本発明の最も重要な特徴として、加熱処理の進行に伴い発生するポリマー粉を除去することが重要である。 As the most important feature of the present invention, it is important to remove polymer powder generated with the progress of heat treatment.
ポリマー粉は、実施例の測定方法で定義されるが、熱処理前のペレットを装置に供給する際に配管との接触又は熱処理中のペレット同士か装置部材との接触などによって発生する加熱処理されるポリエステル組成物と同一組成のものを主に指す。 The polymer powder is defined by the measurement method of the embodiment, but when the pellets before heat treatment are supplied to the apparatus, the powder is subjected to heat treatment generated by contact with piping or contact between pellets during heat treatment or with apparatus members. Mainly refers to the same composition as the polyester composition.
ポリマー粉の排出方法は、特に限定しないが、例えば、ろ過式集塵装置、サイクロン式集塵装置などを不活性気体の循環装置内に設置することで達成される。すなわち、流動層を形成する為に循環させた気体に同伴されてペレットからポリマー粉が分離され、循環装置内に導入され、上記の集塵装置6によって除かれる。これによって、処理中に特異的に熱劣化の影響を受け易い表面積の大きいポリマー粉を極めて効率的に除去することができ、製品品位を向上させることが可能となる。特に、ポリマー粉量を製品ペレットに対して700ppm以下とすることが好ましく、より好ましくは500ppm以下である。ペレット粉を700ppm以下とすることで、成形時に未溶融状態の異物として製品の欠点となる確率が極端に低く抑えられ、同時にフィルム成形時には欠点を起点とする破れが低減され、生産性を向上させる点で有利である。 The method for discharging the polymer powder is not particularly limited, and can be achieved, for example, by installing a filtration dust collector, a cyclone dust collector or the like in an inert gas circulation device. That is, the polymer powder is separated from the pellets with the gas circulated to form a fluidized bed, introduced into the circulation device, and removed by the dust collector 6. As a result, the polymer powder having a large surface area that is easily affected by thermal deterioration during the treatment can be removed very efficiently, and the product quality can be improved. In particular, the amount of polymer powder is preferably 700 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, based on the product pellets. By setting the pellet powder to 700 ppm or less, the probability of being a defect of the product as an unmelted foreign substance at the time of molding is suppressed to an extremely low level, and at the same time, the break starting from the defect is reduced at the time of film forming, thereby improving productivity. This is advantageous.
また、ポリマー粉を熱処理後に振動篩やサイクロン式分級機などによって除去する場合、新たに装置を設ける必要があり、さらなるエネルギー負荷を必要とする。加えて、処理後にポリマー粉を除去する場合、成形品に悪影響を及ぼす熱履歴を受けたポリマー粉が確率的に残ることから、目的の為の有効な手段とはならない。即ち、加熱処理期間中に発生するポリマー粉を連続的に除去することで、残存するポリマー粉の受ける熱履歴をロット間で均一化することができ、成形品への影響を最小限に抑えることができる。ポリマー粉を除去された不活性気体は再び、加熱処理装置内に戻されるが、この時、不活性気体は、放熱によって熱損失した熱量分のみを加熱ヒーター11を介して補えば良い。 In addition, when the polymer powder is removed by a vibration sieve or a cyclone classifier after heat treatment, a new device needs to be provided, and further energy load is required. In addition, when the polymer powder is removed after the treatment, the polymer powder that has received a thermal history that adversely affects the molded product remains probabilistically, which is not an effective means for the purpose. That is, by continuously removing the polymer powder generated during the heat treatment period, the heat history received by the remaining polymer powder can be made uniform among lots, and the influence on the molded product can be minimized. Can do. The inert gas from which the polymer powder has been removed is returned again into the heat treatment apparatus. At this time, the inert gas only needs to supplement the amount of heat lost by heat dissipation via the heater 11.
特に、150℃以下の加熱初期及び固相重合の循環気体中の水分などの除去するため、循環気体を冷却塔8又はモレキュラーシーブを経由し、さらに露点を維持するため微量の不活性気体を供給すると良い。ここで重要なのは、チップを一旦、固相重合によって目的とする環状三量体の低減を図り、続けて、固相重合中に上昇した固有粘度を湿熱処理によって所定の値まで低減し得ることである。こうすることで処理全体に掛かる時間の短縮と良好な色調のポリマーが得られる。さらに、湿熱処理中は、加熱処理塔に供給される気体の水分率を制御するため、循環される気体中の水分率を冷却塔8又はモレキュラーシーブをバイパスさせる量を調節すること達成する事が出来る。また、さらに、例えば供給される不活性気体に関しても、純水を満たした槽を設け、不活性気体の槽通過量とバイパス量との比率で所定水分率の気体を混合・不活性気体供給ライン15を介して供給し水分率を制御できる。ただし、処理中も循環気体中のポリマー粉を除去することが重要である。この時、循環気体の温度を効率よく加温するために熱交換機7を用いても良い。 In particular, in order to remove moisture and the like in the initial stage of heating at 150 ° C. or lower and in the solid phase polymerization circulating gas, the circulating gas is supplied via the cooling tower 8 or the molecular sieve, and a small amount of inert gas is supplied to maintain the dew point. Good. What is important here is that the chip can once reduce the target cyclic trimer by solid-phase polymerization, and then the intrinsic viscosity increased during the solid-phase polymerization can be reduced to a predetermined value by wet heat treatment. is there. By doing so, the time required for the entire treatment can be shortened and a polymer having a good color tone can be obtained. Further, during the wet heat treatment, in order to control the moisture content of the gas supplied to the heat treatment tower, it is possible to adjust the moisture content in the circulated gas by adjusting the amount by which the cooling tower 8 or the molecular sieve is bypassed. I can do it. Furthermore, for example, a tank filled with pure water is also provided for the inert gas to be supplied, and a gas having a predetermined moisture content is mixed at a ratio between the amount of inert gas passing through the tank and the amount of bypass. The moisture content can be controlled by supplying through 15. However, it is important to remove the polymer powder in the circulating gas even during the treatment. At this time, the heat exchanger 7 may be used to efficiently warm the temperature of the circulating gas.
固相重縮合の処理温度範囲は205℃以上、235℃以下の温度範囲であり、好ましくは220℃以上235℃以下、さらに好ましくは220℃以上230℃以下である。固相重縮合が205℃より低い場合にはオリゴマーの減少速度が小さくフィルム中のオリゴマー量が多くなるか、フィルム色調が悪化するので好ましくない。235℃を越える場合には、ポリマーのペレット同士がスティッキングをおこし、生産を継続することが不可能となる。 The processing temperature range of solid phase polycondensation is a temperature range of 205 ° C. or higher and 235 ° C. or lower, preferably 220 ° C. or higher and 235 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. When the solid phase polycondensation is lower than 205 ° C., it is not preferable because the decrease rate of the oligomer is small and the amount of the oligomer in the film is increased or the film color tone is deteriorated. When the temperature exceeds 235 ° C., the polymer pellets stick to each other, making it impossible to continue production.
さらに、固相重縮合で得られたポリエステル組成物を所定のオリゴマー量、固有粘度、カルボキシル末端基量に調節するため湿熱処理を実施する。 Further, a wet heat treatment is performed to adjust the polyester composition obtained by solid phase polycondensation to a predetermined oligomer amount, intrinsic viscosity, and carboxyl end group amount.
湿熱処理とは、不活性気体に所定濃度の水分を含ませ所定温度に加温させた混合気体とし、ポリエステル組成物に流通させるか雰囲気下に置くことである。 The moist heat treatment is to make a mixed gas in which a predetermined concentration of moisture is contained in an inert gas and heated to a predetermined temperature, and is passed through the polyester composition or placed in an atmosphere.
湿熱処理は固相重縮合の後に実施することが必要で、固相重縮合前に実施した場合は色調が悪化する。ポリマーは熱を受ける時間とともに色調が悪化するが、低分子量分の存在が多いと色調が悪化し易い。このため、分子鎖の切断を伴う湿熱処理工程は後半で実施し、必要以上に低分子量物を発生させること無く加熱することが肝要である。 The wet heat treatment needs to be carried out after the solid phase polycondensation, and the color tone deteriorates when carried out before the solid phase polycondensation. The color of the polymer deteriorates with time to receive heat, but the color tone tends to deteriorate if there is a large amount of low molecular weight. For this reason, it is important to perform the wet heat treatment process accompanied by the cleavage of the molecular chain in the latter half and to heat without generating a lower molecular weight than necessary.
湿熱処理の温度は、205℃以上、235℃以下の温度範囲である。通常のポリエチレンテレフタレートについては、好ましくは210℃以上、235℃以下、特に好ましくは220℃以上230℃以下である。湿熱処理温度が205℃より低い場合には、ポリエステル組成物のオリゴマーが低下せず、またはカルボキシル末端基量が減少するため好ましくない。235℃を越える場合には、ポリマーのペレット同士のスティッキングを発生し、生産を継続することが不可能となる。 The temperature of the wet heat treatment is in the temperature range of 205 ° C. or higher and 235 ° C. or lower. About usual polyethylene terephthalate, Preferably it is 210 degreeC or more and 235 degreeC or less, Most preferably, it is 220 degreeC or more and 230 degrees C or less. When the wet heat treatment temperature is lower than 205 ° C., the oligomer of the polyester composition does not decrease or the amount of carboxyl end groups decreases, which is not preferable. When the temperature exceeds 235 ° C., sticking occurs between polymer pellets, making it impossible to continue production.
湿熱処理の時間は、通常2時間以上60時間以下が好ましく、さらに好ましくは3時間以上40時間以下である。2時間より長くすることでオリゴマーを減少させることができ、また60時間以下にすることで色調の悪化を抑えるとともに、効率的にオリゴマーを低減させることができる。 The wet heat treatment time is usually preferably 2 hours or longer and 60 hours or shorter, more preferably 3 hours or longer and 40 hours or shorter. By making it longer than 2 hours, oligomers can be reduced, and by making it 60 hours or less, deterioration of color tone can be suppressed and oligomers can be efficiently reduced.
本発明の湿熱処理に用いる気体中の水分および酸素は、ポリエステル組成物の加水分解や酸化分解を加速するため、水分及び酸素濃度を制御された混合気体とすることが重要である。 The moisture and oxygen in the gas used in the wet heat treatment of the present invention accelerate the hydrolysis and oxidative degradation of the polyester composition, so it is important to use a gas mixture with controlled moisture and oxygen concentrations.
混合気体の水分率としては、60%以上98%未満、より好ましくは、80%以上、98%未満である。水分率が60%未満の場合、固相重縮合で低下したカルボキシル末端基量を好適な数値に増加させるのに時間を要し、色調悪化の原因となる。一方、98%以上では工程中で発する水滴による潜熱が奪われ、オリゴマーの低減やカルボキシル末端基量の調整が困難となる。 The moisture content of the mixed gas is 60% or more and less than 98%, more preferably 80% or more and less than 98%. When the moisture content is less than 60%, it takes time to increase the carboxyl end group amount decreased by solid-phase polycondensation to a suitable value, which causes deterioration in color tone. On the other hand, if it is 98% or more, latent heat due to water droplets generated in the process is lost, making it difficult to reduce oligomers and adjust the amount of carboxyl end groups.
混合気体の酸素濃度は、50ppm以下、好ましくは25ppm以下が必要である。酸素濃度が50ppmを越えた場合には、ポリエステル組成物の劣化による色調悪化が激しく製品品質上問題となる。 The oxygen concentration of the mixed gas needs to be 50 ppm or less, preferably 25 ppm or less. When the oxygen concentration exceeds 50 ppm, the color tone deteriorates due to deterioration of the polyester composition, which causes a problem in product quality.
さらに、湿熱処理雰囲気は、前記した混合気体によって、常圧から微加圧状態にしてポリエステル組成物を湿熱処理することが好ましい。湿熱処理の圧力は、好ましくは0.1〜0.5MPa、より好ましくは0.1〜0.2MPaである。槽内の圧力が0.1MPa以上とすることで槽内のポリエステル組成物・ペレットの移動にともう大気中の酸素などが混入することを抑え、色調悪化防止に有利である。また、0.5MPa以下とすることで設備費用を削減できる。 Furthermore, the wet heat treatment atmosphere is preferably wet heat treated from the normal pressure to the slightly pressurized state with the above-described mixed gas. The pressure of the wet heat treatment is preferably 0.1 to 0.5 MPa, more preferably 0.1 to 0.2 MPa. By setting the pressure in the tank to 0.1 MPa or more, it is advantageous for preventing deterioration of the color tone by preventing oxygen in the atmosphere from being mixed with the movement of the polyester composition / pellet in the tank. Moreover, an installation cost can be reduced by setting it as 0.5 Mpa or less.
これらの処理によって、加熱処理後のポリエステル組成物(B)の固有粘度(D)は0.50dl/g以上、0.70dl/g以下が好ましく、さらに加熱処理前のポリエステル組成物(A)の固有粘度(C)との間に、−0.05dl/g≦(D)−(C)≦0.05dl/gを満足することが好ましく、さらに、−0.02dl/g≦(D)−(C)≦0.02dl/gを満足することが好ましい。加熱処理後の固有粘度(D)を0.50dl/g以上とすることで製膜時の膜破れなどの発生が軽減され有利である。また、0.70dl/g以下とすることで、溶融成形時の剪断発熱で温度が上昇するのを軽減でき、製品中のオリゴマー量を抑えるのに有利である。 By these treatments, the intrinsic viscosity (D) of the polyester composition (B) after the heat treatment is preferably 0.50 dl / g or more and 0.70 dl / g or less, and further the polyester composition (A) before the heat treatment. It is preferable that −0.05 dl / g ≦ (D) − (C) ≦ 0.05 dl / g is satisfied with the intrinsic viscosity (C), and −0.02 dl / g ≦ (D) −. It is preferable that (C) ≦ 0.02 dl / g is satisfied. By setting the intrinsic viscosity (D) after the heat treatment to 0.50 dl / g or more, occurrence of film breakage during film formation is reduced, which is advantageous. Moreover, by setting it as 0.70 dl / g or less, it can reduce that a temperature rises by the shear heat_generation | fever at the time of melt molding, and it is advantageous in suppressing the amount of oligomers in a product.
また、−0.05dl/g≦(D)−(C)≦0.05dl/gを満足することで、フィルム成形時の不必要な温度上昇が無く、ポリエステルのオリゴマー量が少なく色調の良好なフィルムが得られる他、加熱処理を行うポリエステル組成物(A)に関して、特別に低粘度又は高粘度の銘柄を新たに設ける必要が無く、他の製品として利用可能な既存のポリマーを用いてオリゴマー量を低くすることが可能となり、経済的に有利である。 Further, by satisfying −0.05 dl / g ≦ (D) − (C) ≦ 0.05 dl / g, there is no unnecessary temperature increase during film forming, and the amount of polyester oligomer is small and the color tone is good. In addition to obtaining a film, the polyester composition (A) to be heat-treated does not require a special low-viscosity or high-viscosity brand, and the amount of oligomer using an existing polymer that can be used as another product This is economically advantageous.
また、ポリエステル組成物(B)のオリゴマーの含有量は0.4重量%以下とする必要がある。さらに好ましくは0.35重量%である。0.4重量%を超える場合は、フィルム成形時にオリゴマーが再生し、フィルム製造時やフィルム加工工程でオリゴマーがフィルム表面に析出して工程を汚しフィルム製品欠点となるなどの問題を生じる場合がある。 Moreover, it is necessary to make content of the oligomer of a polyester composition (B) into 0.4 weight% or less. More preferably, it is 0.35 weight%. When the content exceeds 0.4% by weight, the oligomer may be regenerated during film forming, and the oligomer may precipitate on the film surface during film production or film processing, causing problems such as film production defects and film product defects. .
さらに、ポリエステル組成物(B)を用いて厚物フィルム成形した際、該厚物フィルムのオリゴマー量を0.7重量%以下、好ましくは0.6重量%以下とすることが好ましい。得られる厚物フィルムのオリゴマー量を0.7重量%以下とすることでフィルム加工工程または保管期間中にフィルム表面への析出が抑えられ、透明性の点で有利である。 Furthermore, when a thick film is formed using the polyester composition (B), the oligomer amount of the thick film is preferably 0.7% by weight or less, preferably 0.6% by weight or less. By setting the oligomer amount of the obtained thick film to 0.7% by weight or less, precipitation on the film surface is suppressed during the film processing step or the storage period, which is advantageous in terms of transparency.
また、ポリエステル組成物(B)のカルボキシル末端基量は30当量/106gを超え、55当量/106g以下であることが好ましい。カルボキシル末端基量が30当量/106g以下の場合は、該ポリマーを用いて厚物フィルムを成形する際にスリ傷が発生する場合がある。また、55当量/106gを越える場合、該ポリマーを用いて成形されたフィルム製品としての耐湿熱性が低下することがある。 Also, the carboxyl terminal group content of the polyester composition (B) greater than 30 equivalents / 10 6 g, preferably not more than 55 eq / 10 6 g. When the carboxyl end group amount is 30 equivalents / 10 6 g or less, scratches may occur when a thick film is formed using the polymer. Moreover, when it exceeds 55 equivalent / 10 < 6 > g, the heat-and-moisture resistance as a film product shape | molded using this polymer may fall.
すなわち、ポリエステル組成物(B)を用いて厚物フィルム成形した際、該厚物フィルムのカルボキシル末端基量は30当量/106gを超えることが好ましい。さらに好ましくは35当量/106g以上である。カルボキシル末端基量を30当量/106g超過とすることでフィルム成形段階の延伸ロールとの密着性が向上するため、ロールとの間に発生する擦過性のスリ傷が抑えられ、ロール清掃頻度を削減できる点で有利である。特に、本発明で言うフィルム厚み30μm以上の厚物フィルムを製造するに際して、延伸張力が大きいためにロールとの間で滑りが発生し易く、カルボキシル末端基量の低下による密着性低下の影響を受け易い。この時のフィルムのカルボキシル末端基量の上限としては、65当量/106g以下が好ましく、さらに好ましくは60当量/106g以下である。フィルムのカルボキシル末端基量を、65当量/106g以下とすることで、製品の耐湿熱性の低下を防止でき、製品の色調に関しても良好となり好ましい。 That is, when a thick film is formed using the polyester composition (B), the amount of carboxyl end groups of the thick film is preferably more than 30 equivalents / 10 6 g. More preferably, it is 35 equivalents / 10 6 g or more. By making the carboxyl end group amount more than 30 equivalents / 10 6 g, the adhesion to the stretching roll in the film forming stage is improved, so that scratching scratches generated between the rolls can be suppressed and the roll cleaning frequency This is advantageous in that it can be reduced. In particular, when manufacturing a thick film having a film thickness of 30 μm or more as referred to in the present invention, slippage is likely to occur between the rolls due to the large stretching tension, and it is affected by a decrease in adhesion due to a decrease in the amount of carboxyl end groups. easy. At this time, the upper limit of the amount of carboxyl end groups of the film is preferably 65 equivalents / 10 6 g or less, and more preferably 60 equivalents / 10 6 g or less. By making the carboxyl terminal group amount of the film 65 equivalents / 10 6 g or less, it is possible to prevent the moisture and heat resistance of the product from being lowered and to improve the color tone of the product.
なお、本発明の厚物ポリエステルフィルムは以下の方法で製造することができる。 In addition, the thick polyester film of this invention can be manufactured with the following method.
すなわち、ペレットを減圧下で乾燥した後、押出し機に供給し260〜300℃で溶融し、T字型口金よりシート状に押出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度10〜60℃の鏡面キャスティングドラムに巻き付けて、冷却固化せしめて未延伸ポリエステルフィルムを経て製造する。この未延伸フィルムを70〜100℃に加熱されたロール間で縦方向(フィルムの進行方向)に2.5〜5倍延伸する。このフィルムの少なくとも片面に空気中でコロナ放電処理を施して塗液などを塗布してもよい。引き続き連続的に70〜150℃の加熱ゾーンで幅方向に2.5〜5倍延伸し、続いて200〜240℃の加熱ゾーンで5〜40秒間熱処理を施し、結晶配向の完了したポリエステルフィルムを作製する。この熱処理中は必要に応じて3〜12%の弛緩処理を施してもよい。また、ポリエステルフィルムの厚みは特に限定されるものではないが、30〜300μmが好ましく用いられる。 That is, after drying the pellet under reduced pressure, it is supplied to an extruder, melted at 260 to 300 ° C., extruded into a sheet form from a T-shaped die, and a mirror surface having a surface temperature of 10 to 60 ° C. using an electrostatic application casting method. It is wound around a casting drum, cooled and solidified, and manufactured through an unstretched polyester film. This unstretched film is stretched 2.5 to 5 times in the machine direction (film traveling direction) between rolls heated to 70 to 100 ° C. At least one surface of the film may be subjected to a corona discharge treatment in air to apply a coating solution or the like. Subsequently, the polyester film was stretched 2.5 to 5 times in the width direction in a heating zone at 70 to 150 ° C., and subsequently subjected to a heat treatment in a heating zone at 200 to 240 ° C. for 5 to 40 seconds to complete the crystal orientation. Make it. During this heat treatment, a relaxation treatment of 3 to 12% may be performed as necessary. Moreover, although the thickness of a polyester film is not specifically limited, 30-300 micrometers is used preferably.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお実施例中で「部」とは全て重量部を表す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples. In the examples, “parts” all represent parts by weight.
実施例中に使用した各特性値は次の測定方法により求めた。
(1)ポリエステル組成物のオリゴマー量:ポリマー又はフィルム 100mgをオルトクロロフェノール5mlに溶解し、液体クロマトグラフィー(モデル8500 Varian社製)で測定し、ポリマーに対する割合(重量%)で示した。
(2)ポリエステル組成物の固有粘度[η]:o−クロロフェノールを用いて100℃、30分溶解後、オストワルド型粘度計を用いて流下秒数測定を25℃で行った。
(3)ポリエステル組成物のカルボキシル末端基量:ポリマー又はフィルム0.5gをo−クレゾールに溶解し、水酸化カリウムで滴定した。単位は当量/106gで表した。
(4)ポリエステル組成物のアンチモン元素含有量:蛍光X線法[TFK3064型(ガイガーフレックス社製)] により測定した。
(5)ポリエステル組成物の色調:スガ試験機(株)製の色差計(SMカラーコンピュータ型式SM−3)を用いて、ハンター値(L、a、b値)として測定した。処理前後のb値の差を評価するため、固相重縮合及び湿熱処理前のペレットを予め133Pa以下に減圧し、150℃で3時間加熱して結晶化した後、室温まで冷却し色差計でb値を測定する。続いて、固相重縮合及び湿熱処理を実施後のペレットを同色差計で測定し、その処理前後の差を比較した。なお、何れのサンプルもガラス製セルに嵩高さが9mm厚となるよう調整し測定した。
(6)ペレットの融着
加熱処理終了後の装置より取り出したペレット100g中のペレット同士が2連以上の接合したペレットの重量を測定し、全体量で除して重量%を求め、
○ 1%未満、△ 1%以上5%未満、× 5%以上
として判定した。
(7)ポリマー粉量:ペレット100gを200ml大のビーカーに取り、純水100mlを加え10分間撹拌する。上段に10メッシュ(線経0.5mm)金網、下段に400メッシュ金網を10mm以上離して設置し、ペレットごと流し込み、上段にペレット、下段にポリマー粉をろ過する。さらに、ビーカーとペレットを100mlの純水で濯ぎ、下段に用いた400メッシュ金網にポリマー粉を採集する。採集した濾上物は、減圧下150℃で3時間乾燥させ、濾過前の金網の質量との差分をペレット量の100gで除して、ポリマー粉量としてppmで表した。
(8)オリゴマー析出特性:フィルムを5cm×5cmの大きさに切り出し、無塵紙で挟み込んだものを熱風乾燥機中で150℃×30分処理する。加熱後の各サンプル両面の表面をSEM(走査型電子顕微鏡)で1,000倍にて観察し、各面2カ所を任意に選び撮影し、60μm×60μmの視野中の環状三量体よりなる最大長径が1μm以上の結晶の個数を数え、合計値を下記の基準で判断した。
Each characteristic value used in the examples was determined by the following measurement method.
(1) Amount of oligomer of polyester composition: 100 mg of polymer or film was dissolved in 5 ml of orthochlorophenol, measured by liquid chromatography (model 8500, manufactured by Varian), and indicated as a ratio (% by weight) to the polymer.
(2) Intrinsic viscosity [η] of the polyester composition: After dissolving at 100 ° C. for 30 minutes using o-chlorophenol, the flow down seconds were measured at 25 ° C. using an Ostwald viscometer.
(3) Amount of carboxyl end group of polyester composition: 0.5 g of polymer or film was dissolved in o-cresol and titrated with potassium hydroxide. The unit was expressed in equivalent / 10 6 g.
(4) Antimony element content of polyester composition: Measured by fluorescent X-ray method [TFK3064 type (manufactured by Geigerflex)].
(5) Color tone of polyester composition: Measured as Hunter value (L, a, b value) using a color difference meter (SM color computer model SM-3) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. In order to evaluate the difference between the b values before and after the treatment, the pellets before solid phase polycondensation and wet heat treatment were pre-depressurized to 133 Pa or less, crystallized by heating at 150 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature. Measure b value. Subsequently, the pellets after solid phase polycondensation and wet heat treatment were measured with the same color difference meter, and the difference before and after the treatment was compared. Each sample was measured by adjusting the bulkiness of the glass cell to 9 mm.
(6) Measure the weight of pellets in which two or more pellets in 100 g of pellets taken out from the apparatus after the fusion heat treatment of the pellets were joined, and calculate the weight% by dividing by the total amount.
○ Decided as less than 1%, Δ 1% or more and less than 5%, × 5% or more.
(7) Amount of polymer powder: Take 100 g of pellets in a 200 ml beaker, add 100 ml of pure water, and stir for 10 minutes. A 10 mesh (mesh length 0.5 mm) wire mesh is placed on the upper stage, and a 400 mesh wire mesh is placed 10 mm or more apart on the lower stage. The whole pellet is poured, the pellet is placed on the upper stage, and the polymer powder is filtered on the lower stage. Further, the beaker and pellets are rinsed with 100 ml of pure water, and the polymer powder is collected on a 400 mesh wire net used in the lower stage. The collected filtrate was dried at 150 ° C. under reduced pressure for 3 hours, and the difference from the mass of the wire mesh before filtration was divided by 100 g of the pellet amount, and expressed as ppm as the amount of polymer powder.
(8) Oligomer precipitation characteristics: A film is cut into a size of 5 cm × 5 cm, and sandwiched with dust-free paper is treated in a hot air dryer at 150 ° C. for 30 minutes. The surface of both surfaces of each sample after heating is observed with a SEM (scanning electron microscope) at 1,000 times, and two positions on each surface are arbitrarily selected and photographed, and consists of a cyclic trimer in a 60 μm × 60 μm visual field. The number of crystals having a maximum major axis of 1 μm or more was counted, and the total value was judged according to the following criteria.
○ 0〜2個、△ 3〜5個、× 6個以上
(9)粗大異物:フィルム表面にアルミニウム蒸着を行い、位相差顕微鏡(250倍)で観察して、そこに見られる粗大突起の数を、以下の基準で写真判定した。
○ 0 to 2, △ 3 to 5, × 6 or more (9) Coarse foreign matter: The number of coarse protrusions found there by performing aluminum vapor deposition on the film surface and observing with a phase contrast microscope (250 times) Were judged according to the following criteria.
○ 粗大突起が5個/10cm2未満、
△ 粗大突起が5個/10cm2以上 10個/10cm2未満、
× 粗大突起が10個/10cm2以上
なお、粗大突起としては、最大直径(長さ)が1μm以上のオリゴマーや傷等の表面欠点の他、ゲル化物や金属凝集物もカウントした。
(10)フィルムのスリ傷:ロール上でフィルムが滑ると、フィルム表面に傷が発生する。これをスリ傷と表現する。ハロゲンライトを光源とし、厚物ポリエステルフィルムを透過光で観察し、原反フィルムの傷の目立ち易さを次の基準で評価した。
○ Coarse protrusion is less than 5 / 10cm 2 ,
△
(10) Scratches on the film: When the film slides on the roll, the film surface is scratched. This is expressed as a scratch. Using a halogen light as a light source, the thick polyester film was observed with transmitted light, and the ease of conspicuous scratches on the raw film was evaluated according to the following criteria.
○:全く傷が見えないもの
△:殆ど傷がわからないもの
×:キラリと傷が光り目立つもの
(11)混合気体中の水分率:容器に水を満たし、不活性気体を容器底部から上部に流通させ、単位時間中に減少した水の量 M(mol)と通過した不活性気体の総量V(L)より次式を用いて求めた。
○: Scratches are not visible △: Scratches are hardly visible ×: Scratches are noticeable (11) Moisture content in the mixed gas: Fill the container with water, and distribute the inert gas from the bottom to the top The amount of water decreased per unit time M (mol) and the total amount of inert gas V (L) that passed through were determined using the following formula.
(M×22.4)/(M×22.4+V)×100(%)
(12)不活性気体及び混合気体中の酸素濃度:酸素濃度計(ニュートロニクス社製 OA−1)を用いて測定した。
(M × 22.4) / (M × 22.4 + V) × 100 (%)
(12) Oxygen concentration in inert gas and mixed gas: measured using an oxygen concentration meter (OA-1 manufactured by Neutronics).
実施例1
テレフタル酸とエチレングリコールの反応物であるビスヒドロキシエチルテレフタレート100部を予め255℃の溶融状態で貯留させ、さらに、テレフタル酸100部とエチレングリコール45部からなるスラリーを別に設けた混合槽に用意し、反応槽の温度を保ちながら定量供給し、水を溜出させ、エステル化反応させる。エステル化反応が終了した時点で重縮合反応が可能な別の容器に移送せしめ、酢酸マグネシウム0.05部、リン酸0.0065部および三酸化アンチモン0.0078部を添加し、引き続いて系内を徐々に減圧にし、60分で133Pa以下とし、それと同時に徐々に昇温して290℃とし、重縮合反応を目標固有粘度到達まで実施した。その後、吐出ノズルより水中に押し出しカッターによって直径約3mm長さ約4mmの円柱状のペレットとし、ポリエステル組成物(A)を得た。得られたポリエステル組成物(A)の固有粘度(C)は0.64dl/g、アンチモン含有量は0.0065wt%、カルボキシル末端基量は32当量/106g、またオリゴマーの量は1.2重量%であった。
Example 1
100 parts of bishydroxyethyl terephthalate, which is a reaction product of terephthalic acid and ethylene glycol, is stored in a molten state at 255 ° C in advance, and a slurry composed of 100 parts of terephthalic acid and 45 parts of ethylene glycol is prepared in a separate mixing tank. Then, a constant amount is supplied while maintaining the temperature of the reaction vessel, water is distilled off, and an esterification reaction is carried out. When the esterification reaction is completed, it is transferred to another container capable of polycondensation reaction, 0.05 parts of magnesium acetate, 0.0065 parts of phosphoric acid and 0.0078 parts of antimony trioxide are added. The pressure was gradually reduced to 133 Pa or less in 60 minutes, and at the same time, the temperature was gradually raised to 290 ° C., and the polycondensation reaction was carried out until the target intrinsic viscosity was reached. Thereafter, the polyester composition (A) was obtained by forming a cylindrical pellet having a diameter of about 3 mm and a length of about 4 mm by an extrusion cutter from the discharge nozzle into water. The resulting polyester composition (A) has an intrinsic viscosity (C) of 0.64 dl / g, an antimony content of 0.0065 wt%, a carboxyl end group content of 32 equivalents / 10 6 g, and an oligomer content of 1. It was 2% by weight.
本発明の実施に用いた加熱処理装置の概略を図1に示す。 An outline of the heat treatment apparatus used in the practice of the present invention is shown in FIG.
加熱処理に用いる竪型円筒と下部が逆円錐形状の組み合わせからなる加熱処理塔2に窒素を満たし、気体供給口12を通じて気体を循環させ、さらに、塔内でのペレット同士の融着を防ぎ、均一な昇温を行うための水平方向の攪拌翼3を複数本有する攪拌軸4から構成される攪拌機を回転させながら、原料ポリエステル組成物をペレット投入口1より定量投入した。この時の塔内流速を0.6m/sとしてペレットを浮かせ、充填体積を静置時の1.10倍とした。この状態で、塔内のポリステル組成物を通過した気体は排気口13を通り、濾布式集塵装置6を経てポリマー粉を除去しながら、気体循環ブロワー10によって循環させ、加熱ヒーター11から熱を加え0.2℃/分の速度で昇温させた。この間、冷却塔8を通じて水分、反応生成物を除去しながら実施し、ペレット温度を225℃にて固相重合を10時間実施する。さらに、気体中の水分率が所定濃度なるよう調湿してオリゴマー量と固有粘度を確認しながら該温度を保ちながら湿熱処理時間として所定時間保持させる。処理終了後、気体を再び冷却塔8を経由させてペレット温度が100℃となるまで冷却し、さらに排出口5から排出する。
The
このときのポリエステル組成物(B)の固有粘度(D)は0.63で、カルボキシル末端基量は40当量/106gで、ポリマー粉量は380ppm、オリゴマー量は0.30重量%であった。 The intrinsic viscosity (D) of the polyester composition (B) at this time was 0.63, the amount of carboxyl end groups was 40 equivalents / 10 6 g, the amount of polymer powder was 380 ppm, and the amount of oligomer was 0.30% by weight. It was.
さらに、加熱処理後のポリエステル組成物を150℃で6時間乾燥し、押出成形機にて285℃で押し出し、静電印可された20℃のキャストドラム上にキャストし無延伸シートを得た。押し出し時には加熱処理なしのポリマーと同様に圧力上昇もなく押し出しができた。この未延伸シートを縦方向に3.0倍にロール延伸し、次にテンターで横方向に3.5倍延伸したのち、200℃で6秒間熱固定を行い、厚さ188μmの二軸延伸フィルムを得た。 Further, the heat-treated polyester composition was dried at 150 ° C. for 6 hours, extruded at 285 ° C. with an extruder, and cast on an electrostatically applied 20 ° C. cast drum to obtain an unstretched sheet. At the time of extrusion, extrusion was possible without increasing the pressure as in the case of the polymer without heat treatment. This unstretched sheet is roll-stretched 3.0 times in the longitudinal direction, then stretched 3.5 times in the transverse direction with a tenter, and then heat-set at 200 ° C. for 6 seconds to form a biaxially stretched film having a thickness of 188 μm Got.
フィルム中のオリゴマー量は0.57重量%、カルボキシル末端基量は44当量/106gであり、評価の結果、オリゴマー析出特性及びスリ傷に関して良好であった。 The amount of oligomer in the film was 0.57% by weight and the amount of carboxyl end groups was 44 equivalents / 10 6 g. As a result of evaluation, the oligomer precipitation characteristics and scratches were good.
実施例2〜13
ポリエステル組成物(A)に関しては、実施例1を表1記載の条件及び方法で実施した。また、加熱処理に関しては、実施例1を表1記載の条件及び方法で実施した。各ポリエステル組成物(B)及びフィルムの物性は表1記載の通り良好であった。
Examples 2-13
For the polyester composition (A), Example 1 was carried out under the conditions and methods described in Table 1. Regarding the heat treatment, Example 1 was carried out under the conditions and methods described in Table 1. The physical properties of each polyester composition (B) and film were good as shown in Table 1.
比較例 1
ポリエステル組成物(A)に関しては、実施例1を表1記載の条件及び方法で実施した。また、加熱処理に関しては、加熱処理装置として図2に示した円錐型回転式の装置を用いて、133Pa以下に減圧しながらペレット温度が225℃となるよう加熱し、オリゴマー0.4wt%以下となるよう所定時間加熱処理を実施した。この時の、ポリエステル組成物(B)の固有粘度は0.76dl/gまで上昇し、オリゴマー含有量は0.36wt%であった。また、ペレットに含まれるポリマー粉量は800ppmとなった。これを実施例1と同様にフィルムにして評価を行った結果、ペレットの融着は比較的良好であったが、その他の物性は表1の通り不良であった。
Comparative Example 1
For the polyester composition (A), Example 1 was carried out under the conditions and methods described in Table 1. As for the heat treatment, the conical rotary apparatus shown in FIG. 2 is used as the heat treatment apparatus, and the pellet temperature is 225 ° C. while reducing the pressure to 133 Pa or less, and the oligomer is 0.4 wt% or less. Heat treatment was performed for a predetermined time so that At this time, the intrinsic viscosity of the polyester composition (B) increased to 0.76 dl / g, and the oligomer content was 0.36 wt%. Moreover, the amount of polymer powder contained in the pellets was 800 ppm. As a result of evaluating this as a film in the same manner as in Example 1, fusion of the pellets was relatively good, but other physical properties were poor as shown in Table 1.
比較例 2
ポリエステル組成物(A)に関しては、実施例1と同様に表1記載の条件及び方法で実施した。また、加熱処理に関しては、比較例1記載の加熱処理装置を用いて、ペレット温度が150℃となるまで133Pa以下の減圧下で昇温を行い、その後、窒素によって大気圧とし、さらにペレット温度が225℃となるよう加熱し、オリゴマー0.4wt%以下となるよう所定時間加熱処理を実施した。しかし、評価は表1の通り不良であった。
Comparative Example 2
The polyester composition (A) was carried out in the same manner as in Example 1 under the conditions and methods described in Table 1. As for the heat treatment, using the heat treatment apparatus described in Comparative Example 1, the temperature is raised under a reduced pressure of 133 Pa or less until the pellet temperature reaches 150 ° C., and then the atmospheric pressure is increased with nitrogen. It heated so that it might become 225 degreeC, and heat processing was implemented for predetermined time so that it might become 0.4 wt% or less of oligomers. However, the evaluation was poor as shown in Table 1.
比較例 3、6,7
ポリエステル組成物(A)に関しては、実施例1を表1記載の条件及び方法で実施した。また、加熱処理に関しては、実施例1を表1記載の条件及び方法で実施した。しかし、処理途中でペレット及び装置内への融着が生じたため処理の継続が出来ず評価すべきポリエステル組成物(B)を得ることが出来なかった。
Comparative Examples 3, 6, 7
For the polyester composition (A), Example 1 was carried out under the conditions and methods described in Table 1. Regarding the heat treatment, Example 1 was carried out under the conditions and methods described in Table 1. However, since fusion into the pellets and the apparatus occurred during the treatment, the treatment could not be continued and the polyester composition (B) to be evaluated could not be obtained.
比較例 4
ポリエステル組成物(A)に関しては、実施例1と同様に表1記載の条件及び方法で実施した。また、加熱処理に関しては、循環気体中の濾布式集塵装置6をバイパスさせた以外は実施例1記載の方法に従って実施した。しかし、評価は表1の通り不良であった。
Comparative Example 4
The polyester composition (A) was carried out in the same manner as in Example 1 under the conditions and methods described in Table 1. Moreover, regarding heat processing, it implemented according to the method of Example 1 except having made the filter cloth type dust collector 6 in circulation gas bypass. However, the evaluation was poor as shown in Table 1.
比較例 5、8〜11
ポリエステル組成物(A)に関しては、実施例1と同様に表1記載の条件及び方法で実施した。しかし、評価は表1の通り不良であった。
Comparative Examples 5, 8-11
The polyester composition (A) was carried out in the same manner as in Example 1 under the conditions and methods described in Table 1. However, the evaluation was poor as shown in Table 1.
1:ペレット投入口
2:加熱処理塔
3:攪拌翼
4:攪拌軸
5:ペレット排出口
6:集塵装置
7:熱交換機
8:冷却塔
9:バイパス
10:循環ブロワー
11:加熱ヒーター
12:循環不活性気体供給口
13:排気口
14:ガス監視モニター
15:混合・不活性気体供給ライン
1: Pellet inlet 2: Heat treatment tower 3: Stirring blade 4: Stirring shaft 5: Pellet outlet 6: Dust collector 7: Heat exchanger 8: Cooling tower 9: Bypass 10: Circulating blower 11: Heating heater 12: Circulating Inert gas supply port 13: Exhaust port 14: Gas monitoring monitor 15: Mixing / inert gas supply line
Claims (3)
(a)撹拌機を有する流動式竪型の加熱装置において、装置内のペレット充填体積が静置時の1.03〜1.18倍となるよう循環気体を循環させ、ポリエステル組成物(A)と同一成分のポリマー粉を循環気体から除去しながら不活性加熱気体を循環させ、ペレットの加熱処理温度が205℃以上235℃以下となる範囲で固相重合する工程。
(b)(a)で得られたペレットに対して(a)と同一の充填体積を維持し、水分率60%以上98%未満の加熱混合気体を循環させてポリマーを湿熱処理する工程。
(c)ポリエステル組成物(A)の固有粘度(C)、処理後のポリエステル組成物(B)の固有粘度(D)の関係が、−0.05dl/g≦(D)−(C)≦0.05dl/gを満足する。 A polyester composition obtained by subjecting a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof as a main component and a diol containing ethylene glycol as a main component to an esterification reaction or a transesterification reaction, followed by a polycondensation reaction By making (A) a pellet having an intrinsic viscosity (C) of 0.52 dl / g or more and 0.68 dl / g or less, and performing the treatment satisfying the following (a), (b), (c), A polyester composition characterized by obtaining a polyester composition (B) having a viscosity (D) of 0.50 dl / g or more and 0.70 dl / g or less and an oligomer content of 0.4 wt% or less. Production method.
(A) In a flow type vertical heating apparatus having a stirrer, a circulating gas is circulated so that the pellet filling volume in the apparatus is 1.03 to 1.18 times that at the time of standing, and the polyester composition (A) A step of circulating solid inert gas while removing polymer powder of the same component from the circulating gas, and solid-phase polymerization in a range where the heat treatment temperature of the pellet is 205 ° C. or higher and 235 ° C. or lower.
(B) A step of subjecting the pellets obtained in (a) to the same filling volume as in (a) and circulating a heated mixed gas having a moisture content of 60% or more and less than 98% to wet-heat-treat the polymer.
(C) The relationship between the intrinsic viscosity (C) of the polyester composition (A) and the intrinsic viscosity (D) of the treated polyester composition (B) is −0.05 dl / g ≦ (D) − (C) ≦ 0.05 dl / g is satisfied.
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