JP2018145221A - Production method of polyester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを主原料とするポリエステルの製造方法に関する。詳しくはテトラヒドロフラン(THF)やオリゴマー等の不純物含有量が少なく、色調の良好な脂肪族芳香族ポリエステルを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polyester mainly comprising an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aliphatic aromatic polyester having a good color tone with a low content of impurities such as tetrahydrofuran (THF) and oligomers.
各種食品、薬品、雑貨用等の液状物や粉粒物、固形物の包装用資材、農業用資材、建築資材などの用途に、紙、プラスチック、アルミ箔等の様々な材料が用いられている。中でも、プラスチックは、強度、耐水性、成形性、透明性、コスト等において優れていることから、袋や容器などの成形品として、幅広い用途で使用されている。現在袋や容器などの用途に広く使用されているプラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等がある。しかしながら、上記プラスチックからなる成形品は、自然環境下においては生分解や加水分解をしないか、又は分解速度が極めて遅いために、使用後埋設処理された場合は土中に残存したり、投棄された場合は景観を損ねたりすることがある。また、焼却処理された場合でも、有害なガスを発生したり、焼却炉を傷めたりするなどの問題がある。 Various materials such as paper, plastic, and aluminum foil are used for various foods, medicines, miscellaneous liquids and granules, solid packaging materials, agricultural materials, and building materials. . Among them, plastics are excellent in strength, water resistance, moldability, transparency, cost, etc., and are therefore used in a wide range of applications as molded articles such as bags and containers. Currently, plastics widely used for applications such as bags and containers include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, and polyethylene terephthalate. However, molded articles made of the above-mentioned plastics do not biodegrade or hydrolyze in the natural environment, or the degradation rate is extremely slow, so when they are buried after use, they remain in the soil or are dumped. If this happens, the scenery may be damaged. Moreover, even when incinerated, there are problems such as generating harmful gases and damaging the incinerator.
これらの問題を解決する環境にやさしいプラスチックとして、生分解性樹脂が注目されてきている。生分解性樹脂を成形してなるフィルムは、使用後は土中に埋設することにより、土中で分解されるため、温暖化防止、土壌及び大気の汚染防止を図ることができる。そのため、近年は、ゴミ袋、買い物袋等に生分解性樹脂製のフィルムが多く使用されつつある。 Biodegradable resins have been attracting attention as environmentally friendly plastics that solve these problems. Since the film formed by molding the biodegradable resin is decomposed in the soil by embedding in the soil after use, it is possible to prevent global warming and soil and air pollution. Therefore, in recent years, many biodegradable resin films are being used for garbage bags, shopping bags, and the like.
しかし、これら生分解性樹脂製のフィルムは、一般的に機械的物性に劣るものが多いため、良好な生分解性を維持した上で機械的物性を改善するための研究が数多くなされ、生分解性と機械的特性及び成形性を兼備するポリエステルとして、ジオール成分として1,4−ブタンジオール等の脂肪族ジオールを用い、ジカルボン酸成分として、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸とテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を併用して得られるポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)等の脂肪族芳香族ポリエステルが提案されている(例えば、特許文献1)。 However, since many of these biodegradable resin films are generally inferior in mechanical properties, many studies have been made to improve mechanical properties while maintaining good biodegradability. As a polyester having both properties, mechanical properties and moldability, an aliphatic diol such as 1,4-butanediol is used as the diol component, and an aliphatic dicarboxylic acid such as adipic acid and an aromatic such as terephthalic acid are used as the dicarboxylic acid component. An aliphatic aromatic polyester such as polybutylene adipate terephthalate (PBAT) obtained by using an aliphatic dicarboxylic acid in combination has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、PBAT等の脂肪族芳香族ポリエステルは、その製造工程で副生するテトラヒドロフラン(THF)やオリゴマーの含有量が多く、このポリエステルをシートやフィルムに成形した際に、オリゴマーがブリードアウトして、製品品質を損なう恐れがある。また、THFは、ポリエステルの成形時に揮発して、環境に悪影響を及ぼす恐れがある。更に、従来の脂肪族芳香族ポリエステル、特にPBATは、色調が赤みを帯びるケースがあり、それを用いた成形品も赤みを帯びるなど、品質に劣るケースがあるが、特許文献1も含め、従来、脂肪族芳香族ポリエステルに特有のこれらの問題を解決する技術は提案されていない。 However, aliphatic aromatic polyesters such as PBAT have a large content of tetrahydrofuran (THF) and oligomers by-produced in the production process, and when this polyester is molded into a sheet or film, the oligomers bleed out, Product quality may be impaired. In addition, THF volatilizes during the molding of polyester and may adversely affect the environment. Furthermore, conventional aliphatic aromatic polyesters, particularly PBAT, have a case where the color tone is reddish, and there are cases where the molded product using the same is reddish. No technology has been proposed to solve these problems peculiar to aliphatic aromatic polyesters.
特許文献2には、ポリブチレンサクシネートに代表される脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とを主原料とする脂肪族ポリエステルに含まれる、ポリエステル製造工程で副生する環状二量体を除去するために、得られたポリエステルペレットを、エタノールおよび水を含有する混合液で洗浄することが記載されている。しかし、この特許文献2では、PBAT等の脂肪族芳香族ポリエステルについての上記の問題についての検討はなされておらず、洗浄によるTHFや、特許文献2で除去対象とする環状二量体とは構造の異なるオリゴマーの低減、更には色調の改善については触れられていない。
In
本発明は、PBAT等の脂肪族芳香族ポリエステルを、THFやオリゴマー等の含有量が少なく、色調も良好な高品質の脂肪族芳香族ポリエステルとして製造する方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing an aliphatic aromatic polyester such as PBAT as a high-quality aliphatic aromatic polyester having a low content of THF, oligomers and the like and having a good color tone.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを反応させるエステル化及び/又はエステル交換反応工程を経て得られるポリエステルをペレット化してなるポリエステルペレットと、エタノール/水混合液とを接触処理することにより、好ましくは更に乾燥することにより、ポリエステル中に含有されるオリゴマーやTHFを効率よく除去すると共に色調を改善することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have undergone an esterification and / or transesterification reaction step in which an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component, and an aromatic dicarboxylic acid component are reacted. Polyester pellets obtained by pelletizing the obtained polyester and an ethanol / water mixture are contact-treated, preferably by further drying, thereby efficiently removing oligomers and THF contained in the polyester and adjusting the color tone. The present inventors have found that it can be improved and have completed the present invention.
即ち、本発明の要旨は下記[1]〜[8]に存する。 That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [8].
[1] 脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを反応させるエステル化及び/又はエステル交換反応工程と、該エステル化及び/又はエステル交換反応工程を経て得られるポリエステルをペレット化するペレット化工程と、該ペレット化工程で得られるテトラヒドロフラン含有量が10質量ppm以上のポリエステルペレットと、エタノールおよび水を含有する混合液とを接触させる接触処理工程とを有するポリエステルの製造方法であって、該混合液が混合液全体に対して水を10質量%以上99質量%以下含有する、ポリエステルの製造方法。 [1] An esterification and / or transesterification reaction step of reacting an aliphatic diol component with an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component, and a polyester obtained through the esterification and / or transesterification reaction step A method for producing a polyester comprising a pelletizing step for pelletization, a polyester pellet having a tetrahydrofuran content of 10 mass ppm or more obtained in the pelletizing step, and a contact treatment step for contacting a mixed solution containing ethanol and water And the manufacturing method of polyester in which this liquid mixture contains 10 mass% or more and 99 mass% or less of water with respect to the whole liquid mixture.
[2] 前記ポリエステルペレットと前記混合液とを接触させる温度が、25℃以上且つ該ポリエステルの融点以下である、[1]に記載のポリエステルの製造方法。 [2] The method for producing a polyester according to [1], wherein a temperature at which the polyester pellet is brought into contact with the mixed solution is 25 ° C. or more and not more than a melting point of the polyester.
[3] 前記接触処理工程後に、前記ポリエステルペレットから前記混合液を乾燥、除去する乾燥工程を有する、[1]または[2]に記載のポリエステルの製造方法。 [3] The method for producing a polyester according to [1] or [2], including a drying step of drying and removing the mixed solution from the polyester pellet after the contact treatment step.
[4] 前記ポリエステルペレットと前記混合液との接触により該混合液に抽出されたオリゴマーを、ポリエステルの原料として使用する、[1]ないし[3]のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。 [4] The method for producing a polyester according to any one of [1] to [3], wherein an oligomer extracted into the liquid mixture by contact between the polyester pellets and the liquid mixture is used as a raw material for the polyester.
[5] 固有粘度が1.0dL/g以上2.0dL/g以下であり、厚生省告示第370号「食品、添加物等の規格基準」に基き、溶出液として20質量%エタノール水溶液を用い、60℃、30分の溶出条件で測定された溶出物の蒸発残留物量が10μg/mL以下であるポリエステルを製造する、[1]ないし[4]のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。 [5] Intrinsic viscosity is 1.0 dL / g or more and 2.0 dL / g or less, and based on Ministry of Health and Welfare Notification No. 370 “Standards for Foods, Additives, etc.” The method for producing a polyester according to any one of [1] to [4], wherein a polyester having an elution residue evaporation residue of 10 μg / mL or less measured under elution conditions at 60 ° C. for 30 minutes is produced.
[6] 固有粘度が1.0dL/g以上2.0dL/g以下であり、テトラヒドロフラン含有量が10質量ppm未満であるポリエステルを製造する、[1]ないし[4]のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。 [6] The polyester according to any one of [1] to [4], which produces a polyester having an intrinsic viscosity of 1.0 dL / g or more and 2.0 dL / g or less and a tetrahydrofuran content of less than 10 ppm by mass. Manufacturing method.
[7] 固有粘度が1.0dL/g以上2.0dL/g以下であり、厚生省告示第370号「食品、添加物等の規格基準」に基き、溶出液として20質量%エタノール水溶液を用い、60℃、30分の溶出条件で測定された溶部物の蒸発残留物量が10μg/mL以下で、テトラヒドロフラン含有量が10質量ppm未満であるポリエステルを製造する、[1]ないし[4]のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。
[7] Intrinsic viscosity is 1.0 dL / g or more and 2.0 dL / g or less, and based on Ministry of Health and Welfare Notification No. 370 “Standards for Foods, Additives, etc.” Any one of [1] to [4], which produces a polyester having an evaporation residue amount of 10 μg / mL or less and a tetrahydrofuran content of less than 10 ppm by mass measured under elution conditions at 60 ° C. for 30 minutes. A process for producing the polyester according to
[8] 色調(YI)が40以下のポリエステルを製造する、[1]ないし[7]のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。 [8] The method for producing a polyester according to any one of [1] to [7], wherein a polyester having a color tone (YI) of 40 or less is produced.
本発明によれば、オリゴマーやTHF等の不純物の含有量が極めて少なく、色調も良好な脂肪族芳香族ポリエステルを製造することができ、このポリエステルを用いて、高品質の成形品を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to produce an aliphatic aromatic polyester having a very low content of impurities such as oligomers and THF and having a good color tone, and to provide a high-quality molded product using this polyester. Can do.
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定はされない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents unless it exceeds the gist.
本明細書において、“質量%”、“質量ppm”及び“質量部”と、“重量%”、“重量ppm”及び“重量部”とは、それぞれ同義である。 In the present specification, “mass%”, “mass ppm” and “part by mass” and “wt%”, “weight ppm” and “part by weight” have the same meaning, respectively.
本発明のポリエステルの製造方法は、少なくとも脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを反応させるエステル化及び/又はエステル交換反応工程を経て得られるポリエステルをペレット化し、得られるポリエステルペレットと、エタノールおよび水を含有する混合液とを接触させる接触処理工程を有するポリエステルの製造方法であって、該混合液が混合液全体に対して水を10質量%以上99質量%以下含有することを特徴とする。 The polyester production method of the present invention is obtained by pelletizing polyester obtained through an esterification and / or transesterification reaction step in which at least an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component are reacted. It is a manufacturing method of the polyester which has a contact treatment process which makes a polyester pellet and the liquid mixture containing ethanol and water contact, Comprising: This liquid mixture contains 10 mass% or more and 99 mass% or less of water with respect to the whole liquid mixture It is characterized by doing.
ここで、「脂肪族ジカルボン酸成分」とは、脂肪族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸アルキルエステル等の脂肪族ジカルボン酸誘導体といったポリエステル原料となる脂肪族ジカルボン酸類の総称であり、「芳香族ジカルボン酸成分」とは、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸アルキルエステル等の芳香族ジカルボン酸誘導体といったポリエステル原料となる芳香族ジカルボン酸類の総称である。以下において、本発明のポリエステルの製造方法で製造されるポリエステルを「本発明のポリエステル」と称す場合がある。 Here, the “aliphatic dicarboxylic acid component” is a general term for aliphatic dicarboxylic acids used as polyester raw materials such as aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic dicarboxylic acid derivatives such as aliphatic dicarboxylic acid alkyl ester, and “aromatic dicarboxylic acid”. “Component” is a general term for aromatic dicarboxylic acids that are used as polyester raw materials, such as aromatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid derivatives such as aromatic dicarboxylic acid alkyl esters. Hereinafter, the polyester produced by the method for producing a polyester of the present invention may be referred to as “polyester of the present invention”.
本発明の製造方法では、少なくとも脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを主原料として反応させるエステル化及び/又はエステル交換反応工程を有するが、「脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを主原料とする」とは、原料として使用するジオール成分が脂肪族ジオール成分を主成分とするものであること、および原料として使用するジカルボン酸成分が脂肪族ジカルボン酸成分及び芳香族ジカルボン酸成分を主成分とするものであることを意味する。 The production method of the present invention includes an esterification and / or transesterification step in which at least an aliphatic diol, an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component are reacted as main raw materials. "The main raw material is an aromatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component" means that the diol component used as a raw material is mainly composed of an aliphatic diol component, and the dicarboxylic acid component used as a raw material is It means that the main component is an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component.
ここで、「脂肪族ジオール成分を主成分とする」とは、「脂肪族ジオール成分の合計モル比率が、原料ジオール成分中で最も多いこと」を意味する。中でもポリエステルの物性、生分解性の観点から、脂肪族ジオール成分の合計が、原料ジオール成分の合計に対して、50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは70モル%以上、特に好ましくは90〜100モル%である。 Here, “having an aliphatic diol component as a main component” means “the total molar ratio of the aliphatic diol component is the largest among the raw material diol components”. Among these, from the viewpoint of physical properties and biodegradability of the polyester, the total of the aliphatic diol components is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, and still more preferably based on the total of the raw material diol components. It is 70 mol% or more, and particularly preferably 90 to 100 mol%.
また、本発明において「脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分を主原料とする」とは、脂肪族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸アルキルエステル等の脂肪族ジカルボン酸誘導体のうちの少なくとも1種と、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸アルキルエステル等の芳香族ジカルボン酸誘導体のうちの少なくとも1種とを主成分とすることであって、「脂肪族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸アルキルエステル等の脂肪族ジカルボン酸誘導体と芳香族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸アルキルエステル等の芳香族ジカルボン酸誘導体との合計モル比率が、原料ジカルボン酸成分中で最も多いこと」を意味する。 Further, in the present invention, “mainly using an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component” means at least one of aliphatic dicarboxylic acid derivatives such as aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic dicarboxylic acid alkyl ester. And at least one of aromatic dicarboxylic acid derivatives such as aromatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid alkyl ester, and the like, “aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic dicarboxylic acid alkyl ester, etc. The total molar ratio of the aliphatic dicarboxylic acid derivative and the aromatic dicarboxylic acid derivative such as aromatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid alkyl ester is the largest among the raw material dicarboxylic acid components.
本発明において、ポリエステルを製造する際の各反応工程は、回分法でも連続法でも行うことができるが、品質の安定化、エネルギー効率の観点からは、原料を連続的に供給し、連続的にポリエステルを得るいわゆる連続法が好ましい。 In the present invention, each reaction step in producing the polyester can be carried out by a batch method or a continuous method. From the viewpoint of stabilization of quality and energy efficiency, the raw materials are continuously supplied and continuously. A so-called continuous method for obtaining polyester is preferred.
<ジオール成分>
本発明に用いるジオール成分としては、前記の通り少なくとも脂肪族ジオール成分が用いられ、且つその合計モル比率が原料ジオール中で最も多く用いられれば、通常ポリエステルの原料に用いられるものを特に制限無く使用することができる。
<Diol component>
As the diol component used in the present invention, as described above, at least the aliphatic diol component is used, and if the total molar ratio is most frequently used in the raw material diol, those usually used for the polyester raw material are used without particular limitation. can do.
脂肪族ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルキレンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどのオキシアルキレンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどのシクロアルキレンジオールが挙げられ、これらの中でも、得られるポリエステルの物性の面から、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールなどの炭素数6以下のアルキレンジオール、または1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの炭素数6以下のシクロアルキレンジオールが好ましく、中でも1,4−ブタンジオールが好ましい。なお、これらは2種以上が併用されていてもよい。脂肪族ジオール成分として1,4−ブタンジオールを用いた場合、1,4−ブタンジオールの使用量は、得られるポリエステルの融点(耐熱性)、生分解性、力学特性の観点から全脂肪族ジオール成分に対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90〜100モル%である。
脂肪族ジオール成分のうち、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールは植物原料由来のものを使用することができる。
Examples of the aliphatic diol component include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7 -Oxygen such as heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, alkylene diol such as neopentyl glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol Examples thereof include cycloalkylene diols such as alkylene diol, 1,2-cyclohexane diol, 1,4-cyclohexane diol, 1,2-cyclohexane dimethanol, and 1,4-cyclohexane dimethanol. In view of the physical properties of the polyester to be produced, an alkylene diol having 6 or less carbon atoms such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, or a cyclohexane having 6 or less carbon atoms such as 1,4-cyclohexanedimethanol. Alkylene diols are preferable, and 1,4-butanediol is particularly preferable. Two or more of these may be used in combination. When 1,4-butanediol is used as the aliphatic diol component, the amount of 1,4-butanediol used is the total aliphatic diol from the viewpoint of the melting point (heat resistance), biodegradability, and mechanical properties of the resulting polyester. The amount is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, particularly preferably 90 to 100 mol%, based on the components.
Among the aliphatic diol components, ethylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol can be derived from plant materials.
<ジカルボン酸成分>
本発明に用いるジカルボン酸成分としては、通常ポリエステルの原料に用いられるものを特に制限無く使用することができる。
<Dicarboxylic acid component>
As the dicarboxylic acid component used in the present invention, those usually used as raw materials for polyesters can be used without particular limitation.
ジカルボン酸成分のうち、脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、無水コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカジカルボン酸、ドデカジカルボン酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸の水素化物が挙げられ、これらの中で、得られるポリエステルの物性の面から、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸或いはそのアルキルエステル等の誘導体が好ましく、その用途にもよるが、機械物性の観点から、特にアジピン酸が好ましい。なお、これらは2種以上が併用されていてもよい。
これらの脂肪族ジカルボン酸成分のうち、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸などは植物原料由来のものを使用することができる。
Among the dicarboxylic acid components, examples of the aliphatic dicarboxylic acid component include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, succinic anhydride, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecadicarboxylic acid. Examples include aliphatic dicarboxylic acids such as acid, dodecadicarboxylic acid and dimer acid, and hydrides of aromatic dicarboxylic acids such as hexahydrophthalic acid, hexahydroisophthalic acid and hexahydroterephthalic acid. From the viewpoint of physical properties, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, and sebacic acid, or derivatives thereof such as alkyl esters thereof are preferable. Depending on the use, adipic acid is particularly preferable from the viewpoint of mechanical properties. Is preferred. Two or more of these may be used in combination.
Among these aliphatic dicarboxylic acid components, succinic acid, succinic anhydride, adipic acid and the like can be derived from plant raw materials.
脂肪族ジカルボン酸成分としてアジピン酸を用いた場合、アジピン酸の使用量は得られるポリエステルの融点(耐熱性)、生分解性、力学特性の観点から、全脂肪族ジカルボン酸成分に対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90〜100モル%である。 When adipic acid is used as the aliphatic dicarboxylic acid component, the amount of adipic acid used is 50 moles relative to the total aliphatic dicarboxylic acid component from the viewpoint of the melting point (heat resistance), biodegradability and mechanical properties of the resulting polyester. % Or more, more preferably 70 mol% or more, and particularly preferably 90 to 100 mol%.
芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸或いはそのアルキルエステル等の誘導体等が挙げられ、得られるポリエステルの物性の面から、テレフタル酸が好ましい。これらは、単独でも2種以上の混合物として使用してもよい。 Examples of the aromatic dicarboxylic acid component include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, derivatives thereof such as alkyl esters thereof, and the like, and terephthalic acid is preferred from the viewpoint of the physical properties of the resulting polyester. These may be used alone or as a mixture of two or more.
芳香族ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を用いた場合、テレフタル酸の使用量は得られるポリエステルの融点(耐熱性)、生分解性、力学特性の観点から、全芳香族ジカルボン酸成分に対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90〜100モル%である。 When terephthalic acid is used as the aromatic dicarboxylic acid component, the amount of terephthalic acid used is 50 moles relative to the wholly aromatic dicarboxylic acid component from the viewpoint of the melting point (heat resistance), biodegradability and mechanical properties of the resulting polyester. % Or more, more preferably 70 mol% or more, and particularly preferably 90 to 100 mol%.
また、本発明に用いる全ジカルボン酸成分に占める脂肪族ジカルボン酸成分と芳香族ジカルボン酸成分との割合は、脂肪族ジカルボン酸成分と芳香族ジカルボン酸成分の合計100モル%に対して、脂肪族ジカルボン酸成分を30〜70モル%、芳香族ジカルボン酸成分を70〜30モル%とすることが好ましく、特に脂肪族ジカルボン酸成分を40〜60モル%、芳香族ジカルボン酸成分を60〜40モル%とすることが、耐熱性、生分解性、機械的特性、成形性の観点から好ましい。 The ratio of the aliphatic dicarboxylic acid component and the aromatic dicarboxylic acid component in the total dicarboxylic acid component used in the present invention is aliphatic with respect to a total of 100 mol% of the aliphatic dicarboxylic acid component and the aromatic dicarboxylic acid component. The dicarboxylic acid component is preferably 30 to 70 mol%, and the aromatic dicarboxylic acid component is preferably 70 to 30 mol%, particularly the aliphatic dicarboxylic acid component is 40 to 60 mol%, and the aromatic dicarboxylic acid component is 60 to 40 mol%. % Is preferable from the viewpoints of heat resistance, biodegradability, mechanical properties, and moldability.
<その他の共重合成分>
本発明のポリエステルには、脂肪族ジオール成分、脂肪族ジカルボン酸成分、芳香族ジカルボン酸成分以外のその他の構成成分を共重合させても構わない。この場合に使用することのできる共重合成分としては、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、クエン酸、フマル酸等のオキシカルボン酸、およびこれらオキシカルボン酸のエステルやラクトン、オキシカルボン酸重合体等、あるいはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3官能以上の多価アルコール、あるいは、プロパントリカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびこれらの無水物などの3官能以上の多価カルボン酸またはその無水物等が挙げられる。
<Other copolymer components>
The polyester of the present invention may be copolymerized with other components other than the aliphatic diol component, the aliphatic dicarboxylic acid component, and the aromatic dicarboxylic acid component. Copolymerization components that can be used in this case include lactic acid, glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxycaproic acid, 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2-hydroxyiso Oxycarboxylic acids such as caproic acid, malic acid, maleic acid, citric acid, and fumaric acid, and esters, lactones, and oxycarboxylic acid polymers of these oxycarboxylic acids, or trifunctional groups such as glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol The above polyhydric alcohols, or trifunctional or higher polyvalent carboxylic acids such as propanetricarboxylic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid benzophenone tetracarboxylic acid, and anhydrides thereof, or the anhydride thereof can be used.
これらのうち、3官能以上のオキシカルボン酸、3官能以上のアルコール、3官能以上のカルボン酸などは少量加えることにより高粘度のポリエステルを得やすい。中でも、リンゴ酸、クエン酸、フマル酸などのオキシカルボン酸が好ましく、特にはリンゴ酸が好ましく用いられる。 Of these, tri- or higher-functional oxycarboxylic acids, tri- or higher-functional alcohols, tri- or higher-functional carboxylic acids, and the like can be easily obtained by adding a small amount of polyester. Of these, oxycarboxylic acids such as malic acid, citric acid, and fumaric acid are preferable, and malic acid is particularly preferably used.
3官能以上の多官能化合物を用いる場合、その使用量は全ジカルボン酸成分に対して、0.001〜5モル%であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.5モル%である。この範囲の上限超過では得られるポリエステル中にゲル(未溶融物)が生成しやすく、下限未満では多官能化合物を使用したことによる利点(通常、得られるポリエステルの粘度を上昇させることが可能となる)が得られにくくなる。 In the case of using a trifunctional or higher polyfunctional compound, the amount used is preferably 0.001 to 5 mol%, more preferably 0.05 to 0.5 mol%, based on the total dicarboxylic acid component. . If the upper limit of this range is exceeded, gel (unmelted product) is likely to be formed in the obtained polyester, and if it is less than the lower limit, it is possible to increase the viscosity of the resulting polyester (usually by using a polyfunctional compound). ) Is difficult to obtain.
<ポリエステルの製造方法>
以下に連続製造法を例にして、本発明における接触工程に供するポリエステルペレットの製造方法について述べる。なお、以下においては、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸を用いるエステル化反応工程によりポリエステルを製造する方法を例示するが、この反応工程はエステル交換反応工程であってもよく、エステル化反応とエステル交換反応との両方を行う工程であってもよい。
<Production method of polyester>
Below, the continuous manufacturing method is taken as an example, and the manufacturing method of the polyester pellet used for the contact process in this invention is described. In the following, a method for producing a polyester by an esterification reaction step using an aliphatic diol, an aliphatic dicarboxylic acid and an aromatic dicarboxylic acid will be exemplified, but this reaction step may be a transesterification step, It may be a step of performing both esterification reaction and transesterification reaction.
本発明に係る接触工程に供するポリエステルペレットは、連続製造法では、例えば脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを、連続する複数の反応槽を用いて、エステル化反応工程、溶融重縮合反応工程を経て連続的にポリエステルのペレットを得る方法で製造されるが、本発明の効果を妨げない限り、連続法に限定されるものではなく、従来公知のポリエステルの製造方法を採用することができる。製造されたポリエステルペレットは、エタノールおよび水を含有する混合液と接触処理され、その後乾燥される。 In the continuous production method, the polyester pellets used for the contact step according to the present invention are, for example, aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid and aliphatic diol, using a plurality of continuous reaction vessels, esterification reaction step, melting Although it is manufactured by a method of continuously obtaining polyester pellets through a polycondensation reaction step, it is not limited to a continuous method as long as the effects of the present invention are not hindered, and a conventionally known polyester manufacturing method is adopted. be able to. The produced polyester pellets are contact-treated with a mixed solution containing ethanol and water, and then dried.
<エステル化反応工程>
本発明の接触工程に用いるポリエステルペレットは、少なくともジカルボン酸成分とジオール成分とを反応させるエステル化反応工程を経て製造する。エステル化反応工程とそれに続くその他の工程は、連続する複数の反応槽で行うことも単一の反応槽でも行うこともできるが、得られるポリエステルの物性の変動を小さくするために、連続する複数の反応槽で行うことが好ましい。
<Esterification reaction process>
The polyester pellet used in the contacting step of the present invention is produced through an esterification reaction step in which at least a dicarboxylic acid component and a diol component are reacted. The esterification reaction step and other subsequent steps can be carried out in a plurality of continuous reaction tanks or in a single reaction tank, but in order to reduce fluctuations in the physical properties of the resulting polyester, It is preferable to carry out in the reaction tank.
エステル化反応工程での反応温度は、エステル化反応を行うことのできる温度であれば特に制限は無いが、反応速度を高めることができるという点で、好ましくは200℃以上、より好ましくは210℃以上であって、ポリエステルの着色などを防止するために、250℃以下であることが好ましく、より好ましくは245℃以下であって、特に好ましくは240℃以下である。反応温度が低すぎると、エステル化反応速度が遅く反応時間を長時間必要とし、脂肪族ジオールの脱水分解など好ましくない反応が多くなる。また、反応温度が高すぎると、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸の分解が多くなり、また反応槽内に飛散物が増加し異物発生の原因となりやすく、反応物に濁り(ヘーズ)を生じやすくなる。また、エステル化温度は一定温度であることが好ましい。一定温度であることによりエステル化率が安定する。一定温度とは設定温度±5℃、好ましくは±2℃である。 The reaction temperature in the esterification reaction step is not particularly limited as long as it is a temperature at which the esterification reaction can be performed, but is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 210 ° C. in that the reaction rate can be increased. In order to prevent the coloring of the polyester and the like, it is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 245 ° C. or lower, and particularly preferably 240 ° C. or lower. If the reaction temperature is too low, the esterification reaction rate is slow, requiring a long reaction time, and undesirable reactions such as dehydration decomposition of aliphatic diols increase. If the reaction temperature is too high, the decomposition of aliphatic diol, aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid will increase, and the amount of scattered matter will increase in the reaction tank, which may cause foreign matter and become turbid in the reaction product ( Haze) is likely to occur. The esterification temperature is preferably a constant temperature. The esterification rate is stabilized due to the constant temperature. The constant temperature is a set temperature ± 5 ° C., preferably ± 2 ° C.
反応雰囲気は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下であることが好ましい。 The reaction atmosphere is preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
反応圧力は、50kPa〜200kPaであることが好ましく、より好ましくは60kPa以上、更に好ましくは70kPa以上で、より好ましくは130kPa以下、更に好ましくは110kPa以下である。反応圧力が上記下限未満では反応槽内に飛散物が増加し反応物のヘーズが高くなり異物増加の原因となりやすく、また脂肪族ジオールの反応系外への留出が多くなり重縮合反応速度の低下を招きやすい。反応圧力が上記上限超過では脂肪族ジオールの脱水分解が多くなり、重縮合反応速度の低下を招きやすい。 The reaction pressure is preferably 50 kPa to 200 kPa, more preferably 60 kPa or more, further preferably 70 kPa or more, more preferably 130 kPa or less, and still more preferably 110 kPa or less. If the reaction pressure is less than the above lower limit, the amount of scattered matter in the reaction tank increases, the haze of the reaction product becomes high and foreign substances increase easily, and the distillation of aliphatic diol to the outside of the reaction system increases and the polycondensation reaction rate increases. It tends to cause a decline. When the reaction pressure exceeds the above upper limit, the aliphatic diol is dehydrated and decomposed easily, and the polycondensation reaction rate tends to decrease.
反応時間は、好ましくは1時間以上であり、上限は好ましくは10時間以下、より好ましくは4時間以下である。 The reaction time is preferably 1 hour or longer, and the upper limit is preferably 10 hours or shorter, more preferably 4 hours or shorter.
エステル化反応を行う脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸の合計に対する脂肪族ジオールの反応モル比は、エステル化反応槽の気相および反応液相に存在する、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸およびエステル化された脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸に対する、脂肪族ジオールおよびエステル化された脂肪族ジオールとのモル比を表し、反応系で分解されエステル化反応に寄与しない脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジオールおよびそれらの分解物は含まれない。分解されてエステル化反応に寄与しないものとは、例えば、脂肪族ジオールである1,4−ブタンジオールが分解してテトラヒドロフランになったものが挙げられ、テトラヒドロフランは、このモル比には含めない。本発明において、上記反応モル比の下限は、通常1.5以上であり、好ましくは1.7以上、更に好ましくは1.8以上、特に好ましくは2.0以上である。上限は、通常5.0以下、好ましくは4.0以下、更に好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.5以下である。反応モル比が上記下限未満ではテレフタル酸が溶解せず、エステル化反応が不十分になりやすく後工程の反応である重縮合反応が進みにくく高重合度のポリエステルを得にくい。反応モル比が上記上限超過では脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸の分解量が多くなる傾向がある。この反応モル比を好ましい範囲に保つためにエステル化反応系に脂肪族ジオールを適宜補給するのは好ましい方法である。 The reaction molar ratio of the aliphatic diol to the total of the aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid to be subjected to the esterification reaction is determined based on the aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid present in the gas phase and reaction liquid phase of the esterification reaction tank. And an aliphatic dicarboxylic acid that represents a molar ratio of an aliphatic diol and an esterified aliphatic diol to an esterified aliphatic dicarboxylic acid and an aromatic dicarboxylic acid, and that is decomposed in the reaction system and does not contribute to the esterification reaction, Aromatic dicarboxylic acids, aliphatic diols and their degradation products are not included. Examples of those that are decomposed and do not contribute to the esterification reaction include those in which 1,4-butanediol, which is an aliphatic diol, is decomposed into tetrahydrofuran, and tetrahydrofuran is not included in this molar ratio. In the present invention, the lower limit of the reaction molar ratio is usually 1.5 or more, preferably 1.7 or more, more preferably 1.8 or more, and particularly preferably 2.0 or more. The upper limit is usually 5.0 or less, preferably 4.0 or less, more preferably 3.0 or less, and particularly preferably 2.5 or less. When the reaction molar ratio is less than the above lower limit, terephthalic acid is not dissolved and the esterification reaction tends to be insufficient, and the polycondensation reaction, which is a reaction in the subsequent step, hardly proceeds, and it is difficult to obtain a polyester having a high degree of polymerization. When the reaction molar ratio exceeds the above upper limit, the decomposition amount of aliphatic diol, aliphatic dicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acid tends to increase. In order to keep this reaction molar ratio within a preferable range, it is a preferable method to appropriately replenish the esterification reaction system with an aliphatic diol.
本発明においては、好ましくはエステル化反応工程で得られるエステル化率80%以上のエステル化反応物を重縮合反応に供する。本発明において、重縮合反応とは反応圧力50kPa以下で行うポリエステルの高分子量化反応をいい、エステル化反応は50〜200kPaで、通常、エステル化反応槽で行い、重縮合反応は50kPa以下、好ましくは10kPa以下で重縮合反応槽で行う。本発明でエステル化率とはエステル化反応物試料中の全酸成分に対するエステル化された酸成分の割合を示すものであり次式で表される。
エステル化率(%)=(ケン化価−酸価)/ケン化価×100
In the present invention, an esterification reaction product having an esterification rate of 80% or more obtained in the esterification reaction step is preferably subjected to a polycondensation reaction. In the present invention, the polycondensation reaction means a high molecular weight reaction of polyester performed at a reaction pressure of 50 kPa or less, the esterification reaction is 50 to 200 kPa, usually performed in an esterification reaction tank, and the polycondensation reaction is 50 kPa or less, preferably Is carried out in a polycondensation reaction tank at 10 kPa or less. In the present invention, the esterification rate indicates the ratio of the esterified acid component to the total acid component in the esterification reaction product sample, and is represented by the following formula.
Esterification rate (%) = (saponification value−acid value) / saponification value × 100
重縮合反応工程に供するエステル化反応物のエステル化率は、好ましくは85%以上、更に好ましくは88%以上、特に好ましくは90%以上である。エステル化率が上記下限未満であると重縮合反応工程における重縮合反応性が悪くなる。また、重縮合反応時の飛散物が増え、壁面に付着して固化し、更にこの飛散物が反応物内に落下し、得られるポリエステルのヘーズの悪化(異物発生)の要因となる。エステル化率の上限は重縮合工程の重縮合反応性のためには高いほうが良いが、通常99%である。 The esterification rate of the esterification reaction product subjected to the polycondensation reaction step is preferably 85% or more, more preferably 88% or more, and particularly preferably 90% or more. When the esterification rate is less than the lower limit, the polycondensation reactivity in the polycondensation reaction step is deteriorated. Further, the amount of scattered matter during the polycondensation reaction increases, adheres to the wall surface and solidifies, and further, this scattered matter falls into the reaction product, which causes deterioration of haze (foreign matter generation) of the obtained polyester. The upper limit of the esterification rate is preferably higher for polycondensation reactivity in the polycondensation step, but is usually 99%.
本発明において、エステル化反応工程におけるジカルボン酸成分とジオール成分との反応モル比、反応温度、反応圧力およびエステル化反応率を上記範囲にして連続反応を行い、エステル化反応物を連続的に重縮合反応工程に供することにより、高重合度のポリエステルを効率的に得ることができる。 In the present invention, a continuous reaction is carried out with the reaction molar ratio of the dicarboxylic acid component and the diol component in the esterification reaction step, the reaction temperature, the reaction pressure, and the esterification reaction rate within the above ranges, and the esterification reaction product is continuously superposed. By using the condensation reaction step, a polyester having a high degree of polymerization can be obtained efficiently.
<重縮合反応工程>
本発明の接触工程に用いるポリエステルペレットの製造では、エステル化反応工程に続き重縮合反応工程で重縮合反応を行うことが好ましい。
<Polycondensation reaction step>
In the production of the polyester pellets used in the contacting step of the present invention, it is preferable to carry out the polycondensation reaction in the polycondensation reaction step following the esterification reaction step.
重縮合反応は、連続する複数の反応槽を用い、減圧下で行うことができる。最終重縮合反応槽の反応圧力は、下限が通常0.01kPa以上、好ましくは0.03kPa以上であり、上限は通常1.4kPa以下、好ましくは0.4kPa以下として行う。重縮合反応時の圧力が高すぎると、重縮合時間が長くなり、それに伴いポリエステルの熱分解による分子量低下や着色が引き起こされ、実用上充分な特性を示すポリエステルの製造が難しくなる傾向がある。一方、反応圧力を0.01kPa未満とするような超高真空重縮合設備を用いて製造する手法は重縮合反応速度を向上させる観点からは好ましい態様であるが、極めて高額な設備投資が必要となるため、経済的には不利である。 The polycondensation reaction can be performed under reduced pressure using a plurality of continuous reaction vessels. The lower limit of the reaction pressure in the final polycondensation reaction tank is usually 0.01 kPa or more, preferably 0.03 kPa or more, and the upper limit is usually 1.4 kPa or less, preferably 0.4 kPa or less. If the pressure during the polycondensation reaction is too high, the polycondensation time will be prolonged, and accordingly, the molecular weight will be lowered or colored due to thermal decomposition of the polyester, which tends to make it difficult to produce a polyester exhibiting practically sufficient characteristics. On the other hand, the method of producing using an ultra-high vacuum polycondensation equipment with a reaction pressure of less than 0.01 kPa is a preferred embodiment from the viewpoint of improving the polycondensation reaction rate, but requires extremely expensive equipment investment. Therefore, it is economically disadvantageous.
反応温度は、下限が通常215℃、好ましくは220℃であり、上限が通常270℃、好ましくは260℃の範囲である。反応温度が上記下限未満であると、重縮合反応速度が遅く、高重合度のポリエステル製造に長時間を要するばかりでなく、高動力の撹拌機も必要となるため、経済的に不利である。一方、反応温度が上記上限超過であると製造時のポリエステルの熱分解が引き起こされやすく、高重合度のポリエステルの製造が難しくなる傾向がある。 The lower limit of the reaction temperature is usually 215 ° C, preferably 220 ° C, and the upper limit is usually 270 ° C, preferably 260 ° C. If the reaction temperature is less than the above lower limit, the polycondensation reaction rate is slow, and not only does it take a long time to produce a polyester with a high degree of polymerization, but also a high power stirrer is required, which is economically disadvantageous. On the other hand, if the reaction temperature exceeds the above upper limit, thermal decomposition of the polyester during production tends to be caused, and it tends to be difficult to produce polyester having a high degree of polymerization.
反応時間は、下限が通常1時間であり、上限が通常15時間、好ましくは10時間、より好ましくは8時間である。反応時間が短すぎると反応が不充分で高重合度のポリエステルを得にくく、その成形品の機械物性が劣る傾向となる。一方、反応時間が長すぎると、ポリエステルの熱分解による分子量低下が顕著となり、その成形品の機械物性が劣る傾向となるばかりでなく、ポリエステルの耐久性に悪影響を与えるカルボキシル基末端量が熱分解により増加する場合がある。 The lower limit of the reaction time is usually 1 hour, and the upper limit is usually 15 hours, preferably 10 hours, more preferably 8 hours. If the reaction time is too short, the reaction is insufficient and it is difficult to obtain a polyester having a high degree of polymerization, and the mechanical properties of the molded product tend to be inferior. On the other hand, if the reaction time is too long, the molecular weight drop due to the thermal decomposition of the polyester becomes remarkable, the mechanical properties of the molded product tend to be inferior, and the terminal amount of the carboxyl group that adversely affects the durability of the polyester is thermally decomposed. May increase due to
重縮合反応温度と時間および反応圧力をコントロールすることにより所望の固有粘度のポリエステルを得ることができる。 A polyester having a desired intrinsic viscosity can be obtained by controlling the polycondensation reaction temperature and time and the reaction pressure.
<反応触媒>
エステル化反応および重縮合反応には反応触媒を使用することにより、反応を促進させることができる。
<Reaction catalyst>
The reaction can be promoted by using a reaction catalyst for the esterification reaction and the polycondensation reaction.
重縮合反応においては無触媒では反応が進みにくく、触媒を用いることが好ましい。重縮合反応触媒としては、一般には、周期表第1〜14族の金属元素のうち少なくとも1種を含む化合物が用いられる。金属元素としては、具体的には、スカンジウム、イットリウム、サマリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウムおよびカリウム等が挙げられる。その中では、スカンジウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、モリブデン、タングステン、亜鉛、鉄、ゲルマニウムが好ましく、特に、チタン、ジルコニウム、タングステン、鉄、ゲルマニウムが好ましい。更に、ポリエステルの熱安定性に影響を与えるポリエステル末端濃度を低減させる為には、上記金属の中では、ルイス酸性を示す周期表第3〜6族の金属元素が好ましい。具体的には、スカンジウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、モリブデン、タングステンであり、特に、入手のし易さからチタン、ジルコニウムが好ましく、更には反応活性の点からチタンが好ましい。
ここで、周期表とは、長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005)をさす。
In the polycondensation reaction, it is difficult to proceed without a catalyst, and it is preferable to use a catalyst. As the polycondensation reaction catalyst, a compound containing at least one of the metal elements of
Here, the periodic table refers to a long-period periodic table (Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005).
触媒は、重合時に溶融あるいは溶解した状態であると重合速度が高くなる理由から、重合時に液状であるか、エステル低重合体やポリエステルに溶解する化合物が好ましい。また、重縮合は無溶媒で行うことが好ましいが、これとは別に、触媒を溶解させるために少量の溶媒を使用しても良い。この触媒溶解用の溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオールなどの前述のジオール類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ヘプタン、トルエン等の炭化水素化合物、水ならびにそれらの混合物等が挙げられる。 The catalyst is preferably a liquid at the time of polymerization or a compound that dissolves in a low ester ester polymer or a polyester because the polymerization rate increases when it is in a molten or dissolved state during the polymerization. The polycondensation is preferably carried out without a solvent. Alternatively, a small amount of solvent may be used to dissolve the catalyst. Examples of the solvent for dissolving the catalyst include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and butanol, diols such as ethylene glycol, butanediol, and pentanediol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile. , Hydrocarbon compounds such as heptane and toluene, water and mixtures thereof.
特に本発明では、触媒としてチタン化合物とマグネシウム化合物を併用して反応を行うことが好ましい。 In particular, in the present invention, the reaction is preferably carried out using a titanium compound and a magnesium compound in combination as a catalyst.
本発明において用いられるチタン化合物は、テトラアルキルチタネートが好ましく、具体的には、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラベンジルチタネート、あるいはこれらの混合チタネート等が挙げられる。これらのうち特にテトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートが好ましい。
これらのチタン化合物の2種以上を併用して用いてもよい。チタン化合物の添加量はTi換算の添加量として、生成するポリエステルに対して10〜200質量ppm、好ましくは、20〜130質量ppm、特に好ましくは30〜110質量ppmである。
The titanium compound used in the present invention is preferably a tetraalkyl titanate, specifically, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-t-butyl titanate, tetraphenyl titanate, tetra Examples thereof include cyclohexyl titanate, tetrabenzyl titanate, and mixed titanates thereof. Of these, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, and tetra-n-butyl titanate are particularly preferable.
Two or more of these titanium compounds may be used in combination. The addition amount of the titanium compound is 10 to 200 ppm by mass, preferably 20 to 130 ppm by mass, and particularly preferably 30 to 110 ppm by mass with respect to the produced polyester as an addition amount in terms of Ti.
本発明において用いられるマグネシウム化合物としては、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキサイド、燐酸水素マグネシウム等が挙げられ、好ましくは酢酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムであり、特に重合速度や1,4−ブタンジオールへの溶解性(異物生成)等の点で酢酸マグネシウムが好ましい。これらマグネシウム化合物は2種以上を併用してもよい。
マグネシウム化合物の添加量は、チタン化合物のTi換算の添加量に対するMg換算の添加モル比(Mg/Tiモル比)で好ましくは0.5〜5.0である。Mg/Ti<0.5の時は、重合速度の向上は小さく、得られるポリエステルの末端カルボキシル基量(酸価)が高くなり、色調が悪化するので好ましくない。Mg/Ti>5.0の時は、重合速度が低下し、また、生成ポリエステルの耐加水分解性や色調も悪化するので好ましくない。Mg/Ti比はより好ましくは0.7〜4.0、更に好ましくは0.85〜3.0である。
Examples of the magnesium compound used in the present invention include magnesium acetate, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium alkoxide, magnesium hydrogen phosphate, etc., preferably magnesium acetate or magnesium hydroxide, and particularly the polymerization rate. Magnesium acetate is preferable in terms of solubility in 1,4-butanediol (foreign matter generation) and the like. Two or more of these magnesium compounds may be used in combination.
The addition amount of the magnesium compound is preferably 0.5 to 5.0 in terms of an addition molar ratio (Mg / Ti molar ratio) in terms of Mg with respect to the addition amount in terms of Ti of the titanium compound. When Mg / Ti <0.5, the improvement in the polymerization rate is small, and the terminal carboxyl group amount (acid value) of the resulting polyester is high, which is not preferable. When Mg / Ti> 5.0, the polymerization rate is lowered, and the hydrolysis resistance and color tone of the produced polyester are also deteriorated. The Mg / Ti ratio is more preferably 0.7 to 4.0, still more preferably 0.85 to 3.0.
チタン化合物の添加時期はエステル交換の開始時、エステル化反応中、エステル化反応後、重縮合時等ありうるが、エステル化反応開始時、或いはエステル化反応開始時と重縮合反応前に分割して添加するのが好ましい。マグネシウム化合物の添加時期もエステル化反応の開始時、エステル化反応中、エステル化反応後、重縮合時等ありうるが、エステル化反応終了時、重合開始前に添加するのが重合活性及び色調等の点で好ましい。 The titanium compound may be added at the start of transesterification, during the esterification reaction, after the esterification reaction, at the time of polycondensation, etc., but is divided at the start of the esterification reaction or at the start of the esterification reaction and before the polycondensation reaction. Are preferably added. The addition timing of the magnesium compound may be at the start of the esterification reaction, during the esterification reaction, after the esterification reaction, at the time of polycondensation, etc., but it is added at the end of the esterification reaction and before the start of polymerization such as polymerization activity and color tone. This is preferable.
チタン化合物、マグネシウム化合物は、前述の触媒溶解用の溶媒を用いて、0.05〜2質量%程度の濃度の触媒溶液として添加することが好ましいが、チタン化合物は、原料スラリーに予め添加混合しておくこともできる。 The titanium compound and the magnesium compound are preferably added as a catalyst solution having a concentration of about 0.05 to 2% by mass using the aforementioned solvent for dissolving the catalyst. However, the titanium compound is added and mixed in advance in the raw material slurry. You can also keep it.
<反応槽>
本発明に用いるエステル化反応槽としては、公知のものが使用でき、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応槽等の型式のいずれであってもよく、また、単数槽としても、同種または異種の槽を直列させた複数槽としてもよい。中でも攪拌装置を有する反応槽が好ましく、攪拌装置としては、動力部および受、軸、攪拌翼からなる通常のタイプの他、タービンステーター型高速回転式攪拌機、ディスクミル型攪拌機、ローターミル型攪拌機等の高速回転するタイプも用いることができる。
<Reaction tank>
As the esterification reaction tank used in the present invention, known ones can be used, and any of a vertical stirring complete mixing tank, a vertical heat convection mixing tank, a tower type continuous reaction tank, etc. may be used. A single tank or a plurality of tanks in which similar or different tanks are connected in series may be used. Among them, a reaction tank having a stirrer is preferable. As a stirrer, in addition to a normal type including a power unit, a receiver, a shaft, and a stirring blade, a turbine stator type high-speed rotary stirrer, a disk mill type stirrer, a rotor mill type stirrer, etc. The type that rotates at a high speed can also be used.
攪拌の形態にも制限はなく、反応槽中の反応液を反応槽の上部、下部、横部等から直接攪拌する通常の攪拌方法の他、反応液の一部を反応槽の外部に配管等で持ち出してラインミキサ−等で攪拌し、反応液を循環させる方法もとることができる。攪拌翼の種類も公知のものが選択でき、具体的にはプロペラ翼、スクリュー翼、タービン翼、ファンタービン翼、デイスクタービン翼、ファウドラー翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼等が挙げられる。 There is no limitation on the form of stirring, and in addition to the normal stirring method in which the reaction liquid in the reaction tank is directly stirred from the top, bottom, side, etc. of the reaction tank, a part of the reaction liquid is piped outside the reaction tank, etc. It is possible to take a method of circulating the reaction liquid by taking it out with a line mixer and the like. Known types of stirring blades can be selected, and specific examples include propeller blades, screw blades, turbine blades, fan turbine blades, disk turbine blades, fouller blades, full zone blades, Max blend blades, and the like.
本発明に用いる重縮合反応槽の型式に特に制限はなく、例えば、縦型攪拌重合槽、横型攪拌重合槽、薄膜蒸発式重合槽などを挙げることができる。重縮合反応槽は、1基とすることができ、あるいは、同種または異種の複数基の槽を直列させた複数槽とすることもできるが、反応液の粘度が上昇する重縮合の後期は界面更新性とプラグフロー性、セルフクリーニング性に優れた薄膜蒸発機能を有した横型攪拌重合機を選定することが好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the type of the polycondensation reaction tank used for this invention, For example, a vertical stirring polymerization tank, a horizontal stirring polymerization tank, a thin film evaporation type polymerization tank etc. can be mentioned. The number of polycondensation reaction tanks can be one, or a plurality of tanks of the same or different types can be connected in series. It is preferable to select a horizontal stirring polymerization machine having a thin film evaporation function excellent in renewability, plug flow property, and self-cleaning property.
<ペレット化>
重縮合反応を経て得られたポリエステルはペレット化され、ペレットの状態でエタノールおよび水を含有する混合液により接触処理を行う。
<Pelletization>
The polyester obtained through the polycondensation reaction is pelletized and contact-treated with a mixed solution containing ethanol and water in the form of pellets.
ペレット化の方法は、溶融ポリエステルをギヤポンプまたは押出機を用いてダイスヘッドのノズル孔より押出し、水などで冷却しつつまたは冷却固化したストランドをカッターで切断するストランドカット法、ノズル孔より水中に押出し溶融状態で直ちに切断する水中ホットカット法などが広く用いられる。本発明のポリエステルにおいてはペレット中に切り屑が少ないこと、得られるペレットの安息角が低いこと、ペレットの移送安定性、成形時の成形機へのフィードの安定性が良好なことから水中ホットカット方式が好ましく採用される。水中カット方式における冷却水温は、下限は10℃以上が好ましく、より好ましくは20℃以上であり、上限は70℃以下が好ましく、より好ましくは60℃以下、さらには50℃以下が好ましい。 The pelletizing method is a strand cutting method in which molten polyester is extruded from a nozzle hole of a die head using a gear pump or an extruder, and cooled or solidified with water or the like while being cut with a cutter. An underwater hot cut method that cuts immediately in a molten state is widely used. In the polyester of the present invention, underwater hot cut because there are few chips in the pellet, the angle of repose of the resulting pellet is low, the pellet transport stability, and the stability of the feed to the molding machine during molding are good A method is preferably employed. The lower limit of the cooling water temperature in the underwater cut method is preferably 10 ° C or higher, more preferably 20 ° C or higher, and the upper limit is preferably 70 ° C or lower, more preferably 60 ° C or lower, and further preferably 50 ° C or lower.
ノズル孔の大きさは、通常、1mmから30mmの孔径を有するものが使用される。開口部の形状も特に制限はないが、円形、楕円形、長円形、角形または星形等の形状が用いられる。また、1開口部当たりの吐出量は通常5〜100kg/時間、好ましくは10〜70kg/時間、より好ましくは20〜50kg/時間である。 As the size of the nozzle holes, those having a hole diameter of 1 mm to 30 mm are usually used. The shape of the opening is not particularly limited, but a shape such as a circle, an ellipse, an oval, a square, or a star is used. The discharge amount per opening is usually 5 to 100 kg / hour, preferably 10 to 70 kg / hour, more preferably 20 to 50 kg / hour.
ペレットの形状は球状、円柱状、楕円柱状、長円柱状、角柱状、繭玉状など、およびこれらが扁平になったものなどがある。水中ホットカット方式では球状、繭玉状およびそれらの扁平状となることが多い。その大きさは特に制限はないが接触処理による洗浄効率や乾燥工程の乾燥効率、ペレット移送操作性等の観点からペレット一粒当たりの質量は1〜50mg、好ましくは3〜40mg、更に好ましくは5〜30mgである。また質量当たりのペレット表面積が大きいほうが接触処理工程における洗浄効率の点から好ましい。 The shape of the pellet includes a spherical shape, a cylindrical shape, an elliptical columnar shape, a long cylindrical shape, a prismatic shape, a jasper shape, etc., and those in which these are flattened. The underwater hot cut method often has a spherical shape, a jade shape and a flat shape thereof. Although the size is not particularly limited, the mass per pellet is 1 to 50 mg, preferably 3 to 40 mg, more preferably 5 from the viewpoints of washing efficiency by contact treatment, drying efficiency in the drying process, pellet transfer operability, and the like. ~ 30 mg. A larger pellet surface area per mass is preferable from the viewpoint of cleaning efficiency in the contact treatment step.
<接触処理工程>
(エタノールと水を含有する混合液)
本発明においては、得られたポリエステルペレットをエタノールおよび水を含有する混合液に接触させる接触処理を行い、ペレット中に含有されるテトラヒドロフラン(THF)やオリゴマーを混合液側に抽出することによりペレット中のTHFやオリゴマー含有量を低減すると共に、色調を改善させる。接触処理工程は、通常ペレット化後連続して行われるが、得られたペレットを一時的に貯槽に保管した後に接触処理しても構わない。
<Contact treatment process>
(Mixture containing ethanol and water)
In the present invention, the obtained polyester pellet is contacted with a mixed solution containing ethanol and water, and tetrahydrofuran (THF) and oligomer contained in the pellet are extracted to the mixed solution side to extract the pellet. While reducing the THF and oligomer content, improve the color tone. The contact treatment step is usually performed continuously after pelletization, but the obtained pellets may be temporarily stored in a storage tank and then contact-treated.
ポリエステルペレットと接触させるエタノールおよび水を含有する混合液(以下「接触処理液」と称す場合がある。)全体に対する水の割合は、通常10質量%以上であり、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。また、通常99質量%以下であり、好ましくは95質量%以下、更に好ましくは90質量%以下、特に好ましくは85質量%以下である。 The proportion of water relative to the total of the mixed liquid containing ethanol and water to be brought into contact with the polyester pellets (hereinafter sometimes referred to as “contact treatment liquid”) is usually 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more. Preferably it is 25 mass% or more. Moreover, it is 99 mass% or less normally, Preferably it is 95 mass% or less, More preferably, it is 90 mass% or less, Most preferably, it is 85 mass% or less.
水の混合割合を少なく(エタノールの割合を増加)すると、アルコール分解による分子量低下により、ポリエステルの品質が低下する傾向がある。また、水の混合割合を少なくエタノールの混合割合を多くすると、使用時の液および当該液から発生するガスの爆発危険性が高くなるなど、安全性の観点から取り扱いに注意を要する。一方、水の割合が多過ぎると、THFやオリゴマー除去が十分でなく、THFやオリゴマー含有量を充分に低減できず、また、色調を十分に改善することができず望ましい品質のポリエステルが得られない場合がある。 When the mixing ratio of water is decreased (the ratio of ethanol is increased), the quality of the polyester tends to decrease due to a decrease in molecular weight due to alcohol decomposition. Also, if the mixing ratio of water is decreased and the mixing ratio of ethanol is increased, the handling risk is required from the viewpoint of safety, such as the risk of explosion of the liquid in use and the gas generated from the liquid increases. On the other hand, if the proportion of water is too high, the removal of THF and oligomers is not sufficient, the content of THF and oligomers cannot be sufficiently reduced, and the color tone cannot be sufficiently improved, resulting in a polyester of desirable quality. There may not be.
本発明で使用する接触処理液には、水、エタノールの他イソプロパノールを含有させることができ、イソプロパノールを混合することでオリゴマー低減効果を向上させることができる。接触処理液にイソプロパノールを含有させる場合、その含有量は通常20質量%以下であり、好ましくは15質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。イソプロパノール含有量が上記上限を超えると、THFやオリゴマー除去、色調改善が十分でなく、望ましい品質のポリエステルが得られない場合がある。 The contact treatment liquid used in the present invention can contain isopropanol in addition to water and ethanol, and the oligomer reduction effect can be improved by mixing isopropanol. When isopropanol is contained in the contact treatment liquid, the content is usually 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less. When the isopropanol content exceeds the above upper limit, THF and oligomer removal and color tone improvement are not sufficient, and a polyester having a desired quality may not be obtained.
(接触温度)
ポリエステルペレットと接触処理液とを接触させる接触液の温度は、下限が25℃であり、好ましくは30℃、更に好ましくは35℃、特に好ましくは40℃である。上限は通常ポリエステルの融点であり、好ましくは95℃、更に好ましくは90℃、特に好ましくは85℃である。ポリエステルペレットと接触処理液との接触温度が上記下限未満であると、処理時間に長時間を必要とし、経済的に不利となるばかりでなく、THFおよびオリゴマー除去効果、色調改善効果の低下により、望ましいポリエステルが得られない場合がある。一方、接触温度が上記上限を超えると、加水分解、アルコール分解により粘度低下が大きくなり、品質を損なうばかりでなく、ペレット間の融着やペレット抜き出し不良を引き起こすなど運転面にも困難を伴う。
(Contact temperature)
The lower limit of the temperature of the contact liquid for bringing the polyester pellets into contact with the contact treatment liquid is 25 ° C, preferably 30 ° C, more preferably 35 ° C, and particularly preferably 40 ° C. The upper limit is usually the melting point of the polyester, preferably 95 ° C, more preferably 90 ° C, and particularly preferably 85 ° C. If the contact temperature between the polyester pellets and the contact treatment liquid is less than the above lower limit, a long time is required for the treatment time, which is not only economically disadvantageous, but also due to a decrease in THF and oligomer removal effect, color tone improvement effect, The desired polyester may not be obtained. On the other hand, when the contact temperature exceeds the above upper limit, the decrease in viscosity becomes large due to hydrolysis and alcohol decomposition, which not only impairs the quality, but also causes problems in terms of operation such as fusion between pellets and poor pellet extraction.
(接触時間)
ポリエステルペレットと接触処理液を接触させる時間は、下限が通常0.1時間、好ましくは1時間、更に好ましくは3時間である。上限は通常24時間であり、好ましくは18時間、更に好ましくは10時間である。接触時間が上記下限未満であると、THFおよびオリゴマー除去効果、色調改善効果が十分でなく、望ましい品質のポリエステルが得られない場合がある。一方、接触時間が上記上限を超えると、加水分解、アルコール分解により粘度低下が大きくなり、品質を損なう場合がある。
(Contact time)
The lower limit of the time for contacting the polyester pellet and the contact treatment liquid is usually 0.1 hour, preferably 1 hour, more preferably 3 hours. The upper limit is usually 24 hours, preferably 18 hours, and more preferably 10 hours. When the contact time is less than the above lower limit, the effect of removing THF and oligomers and the effect of improving the color tone are not sufficient, and a polyester having a desired quality may not be obtained. On the other hand, when the contact time exceeds the above upper limit, the decrease in viscosity increases due to hydrolysis and alcohol decomposition, which may impair quality.
(ポリエステルペレットと接触処理液との比)
接触させるポリエステルペレットと接触処理液との比(処理液/ペレット比)は、質量比にして下限が通常1.0以上、好ましくは1.5以上、更に好ましくは2.0以上である。上限は通常50以下であり、好ましくは30以下、更に好ましくは20以下である。接触させるペレットと接触処理液の質量比が上記下限未満であると、処理中の接触処理液のTHFやオリゴマー等の不純物濃度の増加によりTHFおよびオリゴマー除去効果、色調改善効果が低下し、望ましい品質のポリエステルが得られない場合がある。一方、接触させるペレットと液の質量比が上記上限を超えると、使用する接触処理液量が多いことによる設備の大型化、接触処理液のコスト増加などプロセス面、コスト面で不利である。
(Ratio of polyester pellets and contact treatment liquid)
The lower limit of the ratio of the polyester pellets to be contacted and the contact treatment liquid (treatment liquid / pellet ratio) is usually 1.0 or more, preferably 1.5 or more, and more preferably 2.0 or more in terms of mass ratio. The upper limit is usually 50 or less, preferably 30 or less, more preferably 20 or less. If the mass ratio of the pellet to be contacted and the contact treatment liquid is less than the above lower limit, the THF and oligomer removal effect and color tone improvement effect are reduced due to an increase in the concentration of impurities such as THF and oligomer in the contact treatment liquid during treatment, and desirable quality May not be obtained. On the other hand, if the mass ratio of the pellet to be brought into contact with the liquid exceeds the above upper limit, it is disadvantageous in terms of process and cost, such as an increase in the size of equipment due to the large amount of contact treatment liquid used and an increase in the cost of the contact treatment liquid.
(接触方法)
ポリエステルペレットと接触処理液とを接触させる態様としては、回分式と連続式があり、いずれの態様も採用することができる。
(Contact method)
As an aspect which makes a polyester pellet and a contact processing liquid contact, there exist a batch type and a continuous type, and any aspect is employable.
本発明における回分式の態様としては、処理槽にペレットと接触処理液を入れて所定の温度および時間で接触処理した後抜き出す方法が挙げられる。ペレットと接触処理液とを接触処理させる間、接触処理液の循環下に行うこともできるし、非循環下に行うこともできる。
本発明における連続式の態様としては、配管、または処理槽にペレットを連続的に供給しつつ、所定温度の接触処理液をペレットの流れに対して並流、または向流で接触させ所定の接触時間を保持しつつ連続的にペレットを抜き出す方法などがある。
As a batch-type aspect in this invention, the method of extracting after putting a pellet and a contact processing liquid into a processing tank and carrying out contact processing at predetermined temperature and time is mentioned. While the pellets and the contact treatment liquid are contact-treated, the contact treatment liquid can be circulated or non-circulated.
As a continuous mode in the present invention, the pellets are continuously supplied to the pipe or the treatment tank, and the contact treatment liquid at a predetermined temperature is brought into contact with the flow of the pellets in parallel or countercurrent, and the predetermined contact is made. There is a method of continuously extracting pellets while maintaining time.
本発明において、接触処理後の接触処理液は蒸留で回収しリサイクル使用できる。また、抽出されたオリゴマー類は、冷却などにより接触処理液と分離した後、または濃縮した後に、エステル化反応工程や重縮合反応工程に供給して、ポリエステルの原料として使用することができる。回収されたオリゴマー類をエステル化反応工程のエステル化反応槽や、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとの原料スラリー調製槽に戻すのは好ましい方法である。 In the present invention, the contact treatment liquid after the contact treatment can be recovered by distillation and recycled. The extracted oligomers can be separated from the contact treatment solution by cooling or the like, or concentrated and then supplied to an esterification reaction step or a polycondensation reaction step to be used as a polyester raw material. It is a preferable method to return the recovered oligomers to the esterification reaction tank of the esterification reaction step or the raw slurry preparing tank of aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid and aliphatic diol.
接触処理後の接触処理液は、抜き出した接触処理液をそのまま循環再利用することもできるし、抜き出した接触処理液の一部を廃棄し、廃棄した量だけ新たに接触処理液を追加して循環再利用することもできる。 After the contact treatment, the extracted contact treatment liquid can be circulated and reused as is, or a part of the extracted contact treatment liquid can be discarded and a new amount of contact treatment liquid added to the discarded amount. It can also be recycled.
接触処理後、蒸留濃縮及び/又は冷却などにより接触処理液と分離されたオリゴマー類は、一旦溶融状態あるいは原料である脂肪族ジオールに加熱溶解させた溶液とした後、ポリエステルの原料として回収することができる。回収したオリゴマー類は、エステル化反応槽に直接供給することもできるし、図1に例示する脂肪族ジオールの再循環ライン(2)、エステル化反応物の抜き出しライン(4)に供給することもできる。また、図2に例示する第1重縮合反応槽(a)に供給することもできる。また、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとの原料スラリー調製槽(図示せず)に供給することもできる。 After the contact treatment, the oligomers separated from the contact treatment liquid by distillation concentration and / or cooling etc. are once melted or made into a solution dissolved in an aliphatic diol as a raw material and then recovered as a polyester raw material. Can do. The recovered oligomers can be directly supplied to the esterification reaction tank, or can be supplied to the aliphatic diol recycle line (2) and the esterification reaction product extraction line (4) illustrated in FIG. it can. Moreover, it can also supply to the 1st polycondensation reaction tank (a) illustrated in FIG. Moreover, it can also supply to the raw material slurry preparation tank (not shown) of aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid, and aliphatic diol.
<乾燥工程>
接触処理液による接触処理後のポリエステルペレットはエタノール、水などの接触処理液を含んでいるのでこれらを除くために、好ましくは乾燥工程において乾燥する。
<Drying process>
Since the polyester pellets after the contact treatment with the contact treatment liquid contain a contact treatment liquid such as ethanol and water, they are preferably dried in a drying step in order to remove them.
乾燥工程で用いる乾燥機には、乾燥ガスとして加熱空気あるいは加熱窒素等の不活性ガスを流通させる、棚段式の乾燥機、バンド乾燥機、横型円筒回転乾燥機、回転翼付き横型乾燥機、回転翼付き縦型乾燥機(いわゆるホッパードライヤー型乾燥機)、移動床式縦型乾燥機、流動床式乾燥機などがある。また、上記のガス流通方式と異なる乾燥機としてはダブルコーン型回転真空乾燥機、タンブラー型回転真空乾燥機、マイクロ波乾燥機などがある。 The dryer used in the drying process circulates an inert gas such as heated air or heated nitrogen as a drying gas, a shelf-type dryer, a band dryer, a horizontal cylindrical rotary dryer, a horizontal dryer with rotary blades, There are vertical dryers with rotating blades (so-called hopper dryer type dryers), moving bed type vertical dryers, fluidized bed type dryers, and the like. In addition, as a dryer different from the above gas distribution method, there are a double cone type rotary vacuum dryer, a tumbler type rotary vacuum dryer, a microwave dryer and the like.
これらは回分式、半回分式、連続式で行うことができるが、大量生産には生産効率の観点から連続式が好ましい。また、設備が複雑にならないことより、移動床式縦型乾燥機、あるいはこれを複数段連続したものは好ましく使用できる。 These can be carried out batch-wise, semi-batch-wise or continuously, but the continuous method is preferred for mass production from the viewpoint of production efficiency. In addition, since the facilities do not become complicated, a moving bed type vertical dryer or one in which a plurality of stages thereof are continuously used can be preferably used.
乾燥温度はガス温度として下限は25℃であり、好ましくは30℃、更に好ましくは35℃、特に好ましくは40℃である。上限は通常ポリエステルの融点であり、好ましくはポリエステルの融点マイナス5℃、更に好ましくはポリエステルの融点マイナス8℃、特に好ましくはポリエステルの融点マイナス10℃である。乾燥温度を上記下限未満にすると、乾燥に長時間を必要とし、経済的に不利となる。一方、乾燥温度が上記上限を超えると、ペレット同士の融着やペレットを乾燥機から抜き出す際の抜出し不良を引き起こすなど運転面に困難を伴うことがある。乾燥機を通過した乾燥ガスは水、エタノールなどの接触処理液成分を含んでおり、乾燥ガスの冷却、吸着などにより接触処理液成分を減少させ、乾燥ガスとして再利用することができる。 The lower limit of the drying temperature as the gas temperature is 25 ° C, preferably 30 ° C, more preferably 35 ° C, and particularly preferably 40 ° C. The upper limit is usually the melting point of the polyester, preferably the melting point of the polyester minus 5 ° C, more preferably the melting point of the polyester minus 8 ° C, and particularly preferably the melting point of the polyester minus 10 ° C. If the drying temperature is less than the above lower limit, a long time is required for drying, which is economically disadvantageous. On the other hand, when the drying temperature exceeds the above upper limit, it may be difficult to operate, such as fusing the pellets together or causing defective extraction when the pellets are extracted from the dryer. The dry gas that has passed through the drier contains contact treatment liquid components such as water and ethanol, and the contact treatment liquid components can be reduced by cooling or adsorption of the dry gas and reused as the dry gas.
乾燥時間は、通常0.1〜100時間、好ましくは1〜80時間、より好ましくは5〜50時間である。乾燥ガスの流速は移動床式の場合、通常0.05〜1.0m/秒(空塔速度)である。 The drying time is usually 0.1 to 100 hours, preferably 1 to 80 hours, more preferably 5 to 50 hours. In the case of a moving bed type, the flow rate of the drying gas is usually 0.05 to 1.0 m / sec (superficial velocity).
乾燥後のペレットはエタノール含有量の上限が、通常1000質量ppm、好ましくは800質量ppm、より好ましくは500質量ppmである。含有エタノールが多いと、本ペレットの溶融成形時の溶融粘度の低下が著しく、成形性不良となる傾向がある。下限は少ないほど良好であるが、工業的に合理的に得る濃度としては通常50質量ppmである。通常乾燥後のペレットの水分含有量はエタノール含有量より少なくなる。ペレットの水分含有量は通常1000質量ppm以下、好ましくは500質量ppm以下、より好ましくは250質量ppm以下である。水分が多いと本ペレットの溶融成形時の加水分解による固有粘度の低下が著しく、成形不良となり、また、得られる成形品の物性が低下する傾向がある。 The pellet after drying has an upper limit of ethanol content of usually 1000 ppm by mass, preferably 800 ppm by mass, more preferably 500 ppm by mass. When there is much ethanol contained, the fall of the melt viscosity at the time of melt molding of this pellet will be remarkable, and there exists a tendency for a moldability to become poor. The lower the lower the better, the better, but the concentration that is reasonably obtained industrially is usually 50 ppm by mass. Usually, the moisture content of the pellets after drying is less than the ethanol content. The moisture content of the pellet is usually 1000 ppm by mass or less, preferably 500 ppm by mass or less, more preferably 250 ppm by mass or less. When there is a lot of moisture, the inherent viscosity is significantly lowered due to hydrolysis at the time of melt molding of the pellet, resulting in molding failure, and the physical properties of the resulting molded product tend to decrease.
<製造プロセス例>
以下に、図面に基づき、脂肪族ジカルボン酸としてアジピン酸、芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸、脂肪族ジオールとして1,4−ブタンジオール、多官能化合物としてリンゴ酸を原料とするポリエステルの製造方法の好ましい実施態様を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<Example of manufacturing process>
Hereinafter, based on the drawings, adipic acid as an aliphatic dicarboxylic acid, terephthalic acid as an aromatic dicarboxylic acid, 1,4-butanediol as an aliphatic diol, and a method for producing a polyester using malic acid as a polyfunctional compound are preferable. Although an embodiment is described, the present invention is not limited to this.
図1は、本発明で採用するエステル化反応工程の一例の説明図、図2は、本発明で採用する重縮合工程の一例の説明図であり、図3は、本発明で採用する接触処理工程の一例の説明図、図4は、本発明で採用する乾燥工程の一例の説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of an esterification reaction step employed in the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a polycondensation step employed in the present invention, and FIG. 3 is a contact treatment employed in the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a drying process employed in the present invention.
図1において、原料のアジピン酸、テレフタル酸およびリンゴ酸は、通常、原料混合槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールと混合され、原料供給ライン(1)からスラリーまたは液体の形態でエステル化反応槽(A)に供給される。また、エステル化反応時に触媒を添加する場合は、触媒調整槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールの溶液とした後、触媒供給ライン(3)から触媒溶液を供給する。図1では再循環1,4−ブタンジオールの再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)を連結し、両者を混合した後、エステル化反応槽(A)の液相部に供給する態様を示した。 In FIG. 1, the raw materials adipic acid, terephthalic acid and malic acid are usually mixed with 1,4-butanediol in a raw material mixing tank (not shown), and in the form of slurry or liquid from the raw material supply line (1). It supplies to an esterification reaction tank (A). Moreover, when adding a catalyst at the time of esterification, after making it the solution of 1, 4- butanediol in a catalyst adjustment tank (not shown), a catalyst solution is supplied from a catalyst supply line (3). In FIG. 1, the catalyst supply line (3) is connected to the recirculation line (2) of the recirculated 1,4-butanediol, and both are mixed and then supplied to the liquid phase part of the esterification reaction tank (A). showed that.
エステル化反応槽(A)から留出するガスは、留出ライン(5)を経て精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離される。通常、高沸成分の主成分は1,4−ブタンジオールであり、低沸成分の主成分は、水および1,4−ブタンジオールの分解物であるテトラヒドロフラン(THF)である。 The gas distilled from the esterification reaction tank (A) is separated into a high-boiling component and a low-boiling component in the rectifying column (C) through the distillation line (5). Usually, the main component of the high boiling point component is 1,4-butanediol, and the main component of the low boiling point component is water and tetrahydrofuran (THF) which is a decomposition product of 1,4-butanediol.
精留塔(C)で分離された高沸成分は抜出ライン(6)から抜き出され、ポンプ(D)を経て、一部は再循環ライン(2)からエステル化反応槽(A)に循環され、一部は循環ライン(7)から精留塔(C)に戻される。また、余剰分は抜出ライン(8)から外部に抜き出される。一方、精留塔(C)で分離された軽沸成分はガス抜出ライン(9)から抜き出され、コンデンサ(G)で凝縮され、凝縮液ライン(10)を経てタンク(F)に一時溜められる。タンク(F)に集められた軽沸成分の一部は、抜出ライン(11)、ポンプ(E)および循環ライン(12)を経て精留塔(C)に戻され、残部は、抜出ライン(13)を経て外部に抜き出される。コンデンサ(G)はベントライン(14)を経て排気装置(図示せず)に接続されている。エステル化反応槽(A)内で生成したエステル化反応物は、抜出ポンプ(B)およびエステル化反応物の抜出ライン(4)を経て図2に示す第1重縮合反応槽(a)に供される。 The high-boiling components separated in the rectification column (C) are extracted from the extraction line (6), passed through the pump (D), and partly from the recirculation line (2) to the esterification reaction tank (A). It is circulated and part is returned from the circulation line (7) to the rectification column (C). Further, the surplus is extracted outside from the extraction line (8). On the other hand, the light boiling components separated in the rectification column (C) are extracted from the gas extraction line (9), condensed in the condenser (G), and temporarily passed through the condensate line (10) to the tank (F). Can be stored. A part of the light boiling components collected in the tank (F) is returned to the rectification column (C) through the extraction line (11), the pump (E) and the circulation line (12), and the remainder is extracted. It is extracted outside through the line (13). The condenser (G) is connected to an exhaust device (not shown) via a vent line (14). The esterification reaction product generated in the esterification reaction tank (A) passes through the extraction pump (B) and the extraction line (4) of the esterification reaction product, and the first polycondensation reaction tank (a) shown in FIG. To be served.
図1に示す工程においては、再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)が連結されているが、両者は独立していてもよい。また、原料供給ライン(1)はエステル化反応槽(A)の液相部に接続されていてもよい。 In the process shown in FIG. 1, the catalyst supply line (3) is connected to the recirculation line (2), but both may be independent. Moreover, the raw material supply line (1) may be connected to the liquid phase part of the esterification reaction tank (A).
重縮合槽前のエステル化反応物に触媒を添加する場合は、触媒調製槽(図示せず)で触媒溶液を所定濃度に調製した後、図2における触媒供給ライン(L7)を経て原料供給ライン(L8)に供給し、1,4−ブタンジオールで更に希釈した後、エステル化反応物の抜出ライン(4)に供給する。 When adding a catalyst to the esterification reaction product before the polycondensation tank, a catalyst solution is prepared to a predetermined concentration in a catalyst preparation tank (not shown), and then passed through a catalyst supply line (L7) in FIG. (L8), further diluted with 1,4-butanediol, and then supplied to the esterification reaction product extraction line (4).
エステル化反応物の抜出ライン(4)からフィルター(p)を経て第1重縮合反応槽(a)に供給されたエステル化反応物は、減圧下に重縮合されてポリエステル低重合体となり、その後、抜出用ギヤポンプ(c)および抜出ライン(L1)、フィルター(q)を経て第2重縮合反応槽(d)に供給される。第2重縮合反応槽(d)では、通常、第1重縮合反応槽(a)よりも低い圧力で更に重縮合反応が進む。得られた重縮合物は、抜出用ギヤポンプ(e)および出口流路である抜出ライン(L3)、フィルター(r)を経て、第3重縮合反応槽(k)に供給される。第3重縮合反応槽(k)は、複数個の攪拌翼ブロックで構成され、2軸のセルフクリーニングタイプの攪拌翼を具備した横型の反応槽である。抜出ライン(L3)を通じて第2重縮合反応槽(d)から第3重縮合反応槽(k)に導入された重縮合反応物は、ここで更に重縮合反応が進められた後、ペレット化の工程に移送される。 The esterification reaction product supplied to the first polycondensation reaction tank (a) from the extraction line (4) of the esterification reaction product through the filter (p) is polycondensed under reduced pressure to become a polyester low polymer, Then, it is supplied to the second polycondensation reaction tank (d) through the extraction gear pump (c), the extraction line (L1), and the filter (q). In the second polycondensation reaction tank (d), the polycondensation reaction usually proceeds further at a lower pressure than in the first polycondensation reaction tank (a). The obtained polycondensate is supplied to the third polycondensation reaction tank (k) via the extraction gear pump (e), the extraction line (L3) serving as the outlet channel, and the filter (r). The third polycondensation reaction tank (k) is a horizontal reaction tank composed of a plurality of stirring blade blocks and equipped with a biaxial self-cleaning type stirring blade. The polycondensation reaction product introduced from the second polycondensation reaction tank (d) to the third polycondensation reaction tank (k) through the extraction line (L3) is further pelletized after the polycondensation reaction is further advanced here. It is transferred to the process.
ペレット化の工程では、溶融状態のポリエステルを抜出用ギヤポンプ(m)、出口流路であるフィルター(s)および抜出ライン(L5)を経てダイスヘッド(g)から溶融したストランドの形態で大気中に抜き出し、水などで冷却した後、回転式カッター(h)で切断してポリエステルペレットを得る。また、大気中に抜き出さずに水中にストランドの形態で抜き出し、回転式水中カッターで切断してペレットとすることもできる。ポリエステルペレットはペレット供給ライン(103)より、図3の接触処理槽(III)に送給される。 In the pelletizing step, molten polyester is discharged in the form of strands melted from the die head (g) through the extraction gear pump (m), the outlet channel filter (s) and the extraction line (L5). After drawing out and cooling with water etc., it cut | disconnects with a rotary cutter (h) and obtains a polyester pellet. Moreover, it can also extract in the form of a strand in water without extracting in air | atmosphere, and it can also cut | disconnect with a rotary underwater cutter to make a pellet. The polyester pellets are fed from the pellet supply line (103) to the contact treatment tank (III) in FIG.
図2における符号(L2)、(L4)、(L6)は、それぞれ、第1重縮合反応槽(a)、第2重縮合反応槽(d)、第3重縮合反応槽(k)のベントラインである。フィルター(p)、(q)、(r)、および(s)は必ずしも全部設置する必要はなく、異物除去効果と運転安定性とを考慮して適宜設置することができる。 Reference numerals (L2), (L4), and (L6) in FIG. 2 denote vents of the first polycondensation reaction tank (a), the second polycondensation reaction tank (d), and the third polycondensation reaction tank (k), respectively. Line. The filters (p), (q), (r), and (s) are not necessarily all installed, and can be appropriately installed in consideration of the foreign matter removing effect and operation stability.
図3に示す接触処理工程において、接触処理液としてのエタノール/水混合液は循環タンク(I)からポンプ(IX)により熱交換器(II)を経由し温度コントロールされ、接触処理液供給ライン(101)より接触処理槽(III)へ供給される。接触処理液は、接触処理槽(III)内でペレットと向流接触した後、抜出ライン(102)より抜き出され、微粉除去機(IV)を経由して循環タンク(I)へ回収される。 In the contact treatment step shown in FIG. 3, the temperature of the ethanol / water mixture as the contact treatment liquid is controlled from the circulation tank (I) by the pump (IX) via the heat exchanger (II), and the contact treatment liquid supply line ( 101) is supplied to the contact treatment tank (III). The contact treatment liquid is countercurrently contacted with the pellets in the contact treatment tank (III), then withdrawn from the withdrawal line (102), and collected into the circulation tank (I) through the fine powder remover (IV). The
接触処理に供するペレットはペレット供給ライン(103)より連続的に供給され、所定時間エタノール/水混合液と接触処理された後、ロータリーバルブ(V)で抜き出し量を調整しながら抜出ライン(104)より連続的に抜き出される。ペレットに同伴して抜き出された接触処理液は、予備固液分離機(VI)で分離され、回収タンク(VII)を経由後、ポンプ(X)により供給ライン(105)、回収ライン(106)を通じて、微粉除去機(IV)で処理された後、循環タンク(I)へ回収される。循環タンク(I)からは抜出ライン(107)より、接触処理液の抜き出しを連続的に行う。また、供給ライン(108)からは抜き出された接触処理液相当量のエタノール/水混合液を供給する。連続的に抜き出されたペレットは予備固液分離機(VI)で、同伴された接触処理液と分離された後、固液分離機(VIII)を経由し、抜出ライン(109)より、図4の乾燥工程へ連続的に供給される。 The pellets used for the contact treatment are continuously supplied from the pellet supply line (103), and after contact treatment with the ethanol / water mixture for a predetermined time, the extraction line (104) while adjusting the extraction amount with the rotary valve (V). ) More continuously extracted. The contact treatment liquid extracted along with the pellets is separated by the preliminary solid-liquid separator (VI), passes through the collection tank (VII), and then is supplied by the pump (X) to the supply line (105) and the collection line (106). ) Through the fine powder remover (IV), and then recovered into the circulation tank (I). The contact treatment liquid is continuously extracted from the circulation tank (I) through the extraction line (107). Further, an ethanol / water mixed solution corresponding to the amount of the contact treatment liquid extracted from the supply line (108) is supplied. The pellets continuously extracted are separated from the entrained contact treatment liquid in the preliminary solid-liquid separator (VI), and then passed through the solid-liquid separator (VIII) and from the extraction line (109), It supplies continuously to the drying process of FIG.
図4の乾燥工程は、二基の乾燥塔(H)、(K)備える。 The drying process of FIG. 4 includes two drying towers (H) and (K).
接触処理工程を終えたポリエステルペレットは、抜出ライン(109)からペレット供給ライン(201)を経て第一乾燥塔(H)に連続的に供給される。第一乾燥塔(H)には乾燥ガス供給ライン(208)から加熱乾燥窒素ガスを連続的に導入し、乾燥ガス回収ライン(207)より排出する。排出されたガスはコンデンサ(L)を経て熱交換器(N)で加熱され乾燥ガス供給ライン(208)を経て第一乾燥塔(H)へ循環使用される。コンデンサ(L)、熱交換器(M)で凝縮された接触処理液は凝縮液抜出しライン(210)から抜出される。新乾燥ガス供給ライン(209)からは新たな乾燥窒素ガスが供給される。ペレットは第一乾燥塔(H)からロータリーバルブ(O)を経て冷却塔(J)へ連続的に送られる。冷却塔(J)へは冷却ガス供給ライン(212)から乾燥空気が導入され冷却ガス抜出ライン(211)から放出される。 The polyester pellets after the contact treatment step are continuously supplied from the extraction line (109) to the first drying tower (H) through the pellet supply line (201). Heated dry nitrogen gas is continuously introduced into the first drying tower (H) from the drying gas supply line (208) and discharged from the drying gas recovery line (207). The discharged gas is heated by the heat exchanger (N) through the condenser (L), and circulated and used to the first drying tower (H) through the dry gas supply line (208). The contact treatment liquid condensed by the condenser (L) and the heat exchanger (M) is extracted from the condensate extraction line (210). New dry nitrogen gas is supplied from the new dry gas supply line (209). The pellets are continuously sent from the first drying tower (H) to the cooling tower (J) through the rotary valve (O). Dry air is introduced into the cooling tower (J) from the cooling gas supply line (212) and discharged from the cooling gas extraction line (211).
冷却塔(J)で第一乾燥塔(H)の乾燥温度より低温側に冷却されたペレットはペレット抜出ライン(204)、ロータリーバルブ(P)、ペレット供給ライン(205)を経て、第二乾燥塔(K)へ供給される。第二乾燥塔(K)へは乾燥ガス(通常空気)を熱交換器(S)、乾燥ガス供給ライン(214)を経て供給し、乾燥ガス抜出ライン(213)より排出する。 Pellets cooled in the cooling tower (J) to a temperature lower than the drying temperature of the first drying tower (H) pass through the pellet extraction line (204), the rotary valve (P), and the pellet supply line (205), and then the second. Supplied to the drying tower (K). A drying gas (normal air) is supplied to the second drying tower (K) through the heat exchanger (S) and the drying gas supply line (214), and is discharged from the drying gas extraction line (213).
第二乾燥塔(K)へ供給する空気温度は通常第一乾燥塔(H)へ供給する窒素ガス温度より低く、例えば窒素ガス温度50〜100℃(例えば80℃)、空気温度40〜80℃(例えば50℃)である。 The air temperature supplied to the second drying tower (K) is usually lower than the nitrogen gas temperature supplied to the first drying tower (H). For example, the nitrogen gas temperature is 50 to 100 ° C. (for example, 80 ° C.), and the air temperature is 40 to 80 ° C. (For example, 50 ° C.).
乾燥後のポリエステルペレットはロータリーバルブ(Q)、ペレット抜き出しライン(206)を経て連続的にまたは間欠的に抜き出され、貯蔵タンク、微粉除去機、包装機などを経て、製品となる。貯蔵タンクは第二乾燥塔(K)と兼用させることもできる。本図では貯蔵タンク以降は図示していない。 The polyester pellets after drying are continuously or intermittently extracted through a rotary valve (Q) and a pellet extracting line (206), and become a product through a storage tank, a fine powder remover, a packaging machine, and the like. The storage tank can also be used as the second drying tower (K). In this figure, the storage tank and the subsequent parts are not shown.
<ポリエステルの物性>
(接触処理工程前のポリエステル)
本発明において、接触処理工程に供されるポリエステルペレットのポリエステル(以下、「処理前ポリエステル」と称す場合がある。)の物性は、以下の通りである。
<Physical properties of polyester>
(Polyester before contact treatment process)
In the present invention, the physical properties of polyester (hereinafter, sometimes referred to as “polyester before treatment”) of the polyester pellets subjected to the contact treatment step are as follows.
処理前ポリエステルの固有粘度(IV)は、下限が1.2dL/gであることが好ましく、特に好ましくは1.3dL/gである。また、処理前ポリエステルの固有粘度の上限は2.5dL/gが好ましく、更に好ましくは2.0dL/gであり、特に好ましくは1.8dL/gである。固有粘度が下限未満であると、成形品にしたとき十分な機械強度が得にくい。固有粘度が上限超過であると、成形時に溶融粘度が高く成形しにくい。 The lower limit of the intrinsic viscosity (IV) of the polyester before treatment is preferably 1.2 dL / g, particularly preferably 1.3 dL / g. Further, the upper limit of the intrinsic viscosity of the polyester before treatment is preferably 2.5 dL / g, more preferably 2.0 dL / g, and particularly preferably 1.8 dL / g. When the intrinsic viscosity is less than the lower limit, it is difficult to obtain sufficient mechanical strength when formed into a molded product. If the intrinsic viscosity exceeds the upper limit, the melt viscosity is high during molding and molding is difficult.
また、処理前ポリエステルの末端カルボキシル基量は通常80(当量/トン)以下であり、好ましくは60(当量/トン)以下、更に好ましくは40(当量/トン)以下、特に好ましくは25(当量/トン)以下である。処理前ポリエステルの末端カルボキシル基量が上記上限を超えると、加水分解による粘度低下が顕著となり、品質を著しく損なう場合がある。末端カルボキシル基量は、低いほど熱安定性、耐加水分解性がよいが、通常5(当量/トン)以上である。 The amount of terminal carboxyl groups of the pre-treated polyester is usually 80 (equivalent / ton) or less, preferably 60 (equivalent / ton) or less, more preferably 40 (equivalent / ton) or less, particularly preferably 25 (equivalent / ton). Ton) or less. When the amount of the terminal carboxyl group of the polyester before the treatment exceeds the above upper limit, a decrease in viscosity due to hydrolysis becomes remarkable, and the quality may be significantly impaired. The lower the terminal carboxyl group amount, the better the thermal stability and hydrolysis resistance, but it is usually 5 (equivalent / ton) or more.
本発明の製造方法により得られる処理前ポリエステルは、製造工程で副生するTHFやオリゴマー類を含有し、そのTHF含有量は通常10質量ppm以上であり、50質量ppm以上の場合もあり、更には100質量ppm以上の場合もある。 The pre-treatment polyester obtained by the production method of the present invention contains THF and oligomers by-produced in the production process, and the THF content is usually 10 mass ppm or more, and may be 50 mass ppm or more. May be 100 ppm by mass or more.
また、処理前ポリエステルは、オリゴマー類の含有により、この処理前ポリエステルを、ヘプタンに25℃で60分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量が、通常5μg/mL以上であり、10μg/mL以上の場合もある。 In addition, due to the inclusion of oligomers, the pre-treated polyester has a distillation residue amount of 5 μg / mL or more, usually 10 μg / mL or more when the pre-treated polyester is immersed in heptane at 25 ° C. for 60 minutes. In some cases.
また、処理前ポリエステルを、20質量%エタノール水溶液に60℃で30分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量が、通常5μg/mL以上であり、10μg/mL以上の場合もある。 In addition, when the pre-treated polyester is immersed in a 20% by mass ethanol aqueous solution at 60 ° C. for 30 minutes, the amount of the distillation residue of the eluate is usually 5 μg / mL or more and sometimes 10 μg / mL or more.
また、処理前ポリエステルを、4質量%酢酸水溶液に60℃で30分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量は、通常5μg/mL以上であり、10μg/mL以上の場合もある。 In addition, when the pre-treated polyester is immersed in a 4% by mass acetic acid aqueous solution at 60 ° C. for 30 minutes, the amount of distillation residue of the eluate is usually 5 μg / mL or more, and may be 10 μg / mL or more.
また、処理前ポリエステルを、水に60℃で30分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量は、通常10μg/mL以下である。 Moreover, when the pre-treatment polyester is immersed in water at 60 ° C. for 30 minutes, the amount of distillation residue of the eluate is usually 10 μg / mL or less.
また、本発明における処理前ポリエステルは、赤〜ピンク色の色調を帯び、黄色度(YI)は通常40以上であり、50以上の場合もあり、更に60以上の場合もある。 Further, the polyester before treatment in the present invention has a red to pink color tone, and the yellowness (YI) is usually 40 or more, sometimes 50 or more, and sometimes 60 or more.
(接触処理後のポリエステル)
本発明においては、上記のような物性の処理前ポリエステルを、前述の接触処理工程、好ましくは、前述の接触処理工程と乾燥工程で処理することにより、含有されるTHF、オリゴマー類を低減すると共に、その色調を改善する。
(Polyester after contact treatment)
In the present invention, the pre-treatment polyester having physical properties as described above is treated in the aforementioned contact treatment step, preferably in the aforementioned contact treatment step and drying step, thereby reducing the contained THF and oligomers. , Improve its color tone.
本発明において、前述の接触処理工程、好ましくは前述の接触処理工程と乾燥工程を経て得られる本発明のポリエステルは、固有粘度が、1.0dL/g以上2.0dL/g以下であり、色調(YI)が40以下、特に30以下で、THF含有量が10質量ppm未満、特に5質量ppm以下であることが好ましい。固有粘度、色調、THF含有量が上記範囲にあることで、成形品の品質を損なうことのない、良好なポリエステル成形品の原料となることができる。 In the present invention, the polyester of the present invention obtained through the above contact treatment step, preferably the above contact treatment step and the drying step, has an intrinsic viscosity of 1.0 dL / g or more and 2.0 dL / g or less. It is preferable that (YI) is 40 or less, particularly 30 or less, and the THF content is less than 10 mass ppm, particularly 5 mass ppm or less. When the intrinsic viscosity, the color tone, and the THF content are in the above ranges, it can be a raw material for a good polyester molded product without impairing the quality of the molded product.
また、本発明のポリエステルを、ヘプタンに25℃で60分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量は、10μg/mL以下が好ましく、より好ましくは5g/mL以下である。 Further, the amount of distillation residue of the eluate when the polyester of the present invention is immersed in heptane at 25 ° C. for 60 minutes is preferably 10 μg / mL or less, more preferably 5 g / mL or less.
また、本発明のポリエステルを、20質量%エタノール水溶液に60℃で30分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量は、10μg/mL以下が好ましく、より好ましくは5μg/mL以下である。 Moreover, the distillation residue amount of the eluate when the polyester of the present invention is immersed in a 20% by mass aqueous ethanol solution at 60 ° C. for 30 minutes is preferably 10 μg / mL or less, more preferably 5 μg / mL or less.
また、本発明のポリエステルを、4質量%酢酸水溶液に60℃で30分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量は、10μg/mL以下が好ましく、より好ましくは5μg/mL以下である。 The amount of the distillation residue of the eluate when the polyester of the present invention is immersed in a 4% by mass acetic acid aqueous solution at 60 ° C. for 30 minutes is preferably 10 μg / mL or less, more preferably 5 μg / mL or less.
いずれの溶出液の場合も、蒸留残留物量が上記上限を超えると食品添加物等の規格基準のうち器具および容器包装の基準を満たさないことから、食品用の容器包装への適用が認められない。 For any eluate, if the amount of distillation residue exceeds the above upper limit, it does not meet the standards for equipment and containers / packaging among the standards for food additives, etc., so application to containers and packaging for food is not permitted. .
更に、本発明のポリエステルを、水に60℃で30分浸漬したときの溶出物の蒸留残留物量は、通常5μg/mL以下である。 Furthermore, the distillation residue amount of the eluate when the polyester of the present invention is immersed in water at 60 ° C. for 30 minutes is usually 5 μg / mL or less.
なお、上記ポリエステルの固有粘度、THF含有量、黄色度(YI)、および各溶出液による蒸留残留物量は、後述の実施例の項において示す方法で測定した値である。 The intrinsic viscosity, the THF content, the yellowness (YI), and the amount of distillation residue from each eluate are values measured by the methods shown in the Examples section described later.
<ポリエステル組成物>
本発明のポリエステルに、脂肪族ポリエステルや、脂肪族オキシカルボン酸等を配合させてもよい。更に必要に応じて用いられるカルボジイミド化合物、充填材、可塑剤、その他、本発明の効果を阻害しない範囲で他の生分解性樹脂、例えば、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロースエステル等や、澱粉、セルロース、紙、木粉、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、クルミ殻粉末等の動物/植物物質微粉末、あるいはこれらの混合物を配合することができる。更に、成形品の物性や加工性を調整する目的で、熱安定剤、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、無機フィラー、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤、改質剤、架橋剤等を含有させてもよい。
<Polyester composition>
You may mix | blend aliphatic polyester, aliphatic oxycarboxylic acid, etc. with the polyester of this invention. Furthermore, carbodiimide compounds, fillers, plasticizers, and other biodegradable resins that are used as necessary, such as polycaprolactone, polyamide, polyvinyl alcohol, cellulose ester, etc. Cellulose, paper, wood powder, chitin / chitosan, animal / plant substance fine powder such as coconut shell powder, walnut shell powder, or a mixture thereof can be blended. Furthermore, additives such as heat stabilizers, plasticizers, lubricants, anti-blocking agents, nucleating agents, inorganic fillers, colorants, pigments, ultraviolet absorbers, light stabilizers, etc. are used for the purpose of adjusting the physical properties and processability of the molded products. Further, a modifier, a crosslinking agent, etc. may be included.
本発明のポリエステルからポリエステル組成物を製造する方法は、特に限定されないが、ブレンドしたポリエステルの原料チップを同一の押出機で溶融混合する方法、各々別々の押出機で溶融させた後に混合する方法、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ニーダーブレンダー等の通常の混練機を用いて混練することによって混合する等が挙げられる。また、各々の原料チップを直接成形機に供給して組成物を調製すると同時に、その成形体を得ることも可能である。 The method for producing the polyester composition from the polyester of the present invention is not particularly limited, but is a method in which raw material chips of the blended polyester are melt mixed in the same extruder, a method in which each is melted and mixed in separate extruders, Examples thereof include mixing by kneading using a normal kneader such as a single screw extruder, twin screw extruder, Banbury mixer, roll mixer, Brabender plastograph, kneader blender, and the like. In addition, it is possible to obtain a molded body at the same time as preparing a composition by directly supplying each raw material chip to a molding machine.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example at all unless the summary is exceeded.
なお、以下の諸例で採用した物性および評価項目の測定方法は次の通りである。 In addition, the measurement method of the physical property and evaluation item which were employ | adopted in the following examples is as follows.
<固有粘度(IV)の測定>
ウベローデ型粘度計を使用し次の要領で求めた。すなわち、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃において、濃度0.5g/dLの試料溶液及び溶媒のみの落下秒数を測定し、下式より求めた。
IV=((1+4KHηsp)0.5−1)/(2KHC)
ただし、ηsp=η/η0−1であり、ηは試料溶液落下秒数、η0は溶媒の落下秒数、Cは試料溶液濃度(g/dL)、KHはハギンズ定数である。KHは0.33を採用した。
<Measurement of intrinsic viscosity (IV)>
It calculated | required in the following way using the Ubbelohde type viscometer. That is, using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (
IV = ((1 + 4K H η sp ) 0.5 −1) / (2K H C)
However, a η sp = η / η 0 -1 , η is the sample solution drop seconds, eta 0 is falling seconds of the solvent, C is a sample solution concentration (g / dL), is K H is a Huggins constant. K H adopted the 0.33.
<黄色度(YI)の測定>
JIS K7373の方法に基づいて測定した。
<Measurement of yellowness (YI)>
It measured based on the method of JISK7373.
<溶出試験による蒸発残留物量の測定>
厚生省告示第370号「食品、添加物等の規格基準」に基づいて測定した。溶出液としては、ヘプタン、20質量%エタノール水溶液、4質量%酢酸水溶液、又は水を用い、溶出試験条件は25℃又は60℃、30分とした。
<Measurement of evaporation residue by dissolution test>
It was measured based on Ministry of Health and Welfare Notification No. 370 “Standards for Foods, Additives, etc.”. As the eluent, heptane, 20% by mass ethanol aqueous solution, 4% by mass acetic acid aqueous solution, or water was used, and the elution test conditions were 25 ° C. or 60 ° C. for 30 minutes.
<THF含有量の測定>
サンプル約0.3gをヘッドスペースバイアルに量り取り、125℃で30分間加熱した際の気相部ガス1.0mLをガスクロマトグラフィーに注入し、GC/MS(Agilent7890/5977A)測定を行った。検量線はアセトンを溶媒とし、テトラヒドロフラン濃度が5000、1000、500、250、100、50μg/mLとなるように標準液を調製し、その標準液1μLをヘッドスペースバイアルへ注入し、同様の測定を行って作成した。
<Measurement of THF content>
About 0.3 g of the sample was weighed into a head space vial, and 1.0 mL of the gas phase gas when heated at 125 ° C. for 30 minutes was injected into the gas chromatography, and GC / MS (Agilent 7890 / 5977A) measurement was performed. For the calibration curve, prepare a standard solution with acetone as the solvent and a tetrahydrofuran concentration of 5000, 1000, 500, 250, 100, 50 μg / mL, inject 1 μL of the standard solution into a headspace vial, and perform the same measurement. Go and created.
以下の手順で、本発明に従って、ポリエステルを製造した。 A polyester was produced according to the present invention by the following procedure.
[Mg触媒溶液の調製]
酸化マグネシウム・4水和物を0.64質量%濃度となるように1,4−ブタンジオールに溶解させてMg触媒溶液を調製した。
[Preparation of Mg catalyst solution]
A magnesium catalyst solution was prepared by dissolving magnesium oxide tetrahydrate in 1,4-butanediol to a concentration of 0.64% by mass.
[ポリエステルの製造]
図1に示すエステル化工程と図2に示す重縮合工程により、以下のようにしてポリエステルを製造した。先ず、アジピン酸、テレフタル酸がそれぞれ53モル%、47モル%、さらに両酸に対してトリメチロールプロパン0.35モル%、及び1,4−ブタンジオール1.5倍モルと、Tiが0.013モル%となるようテトラ−n−ブチルチタネートを混合した50℃のスラリーを、スラリー調製槽(図示せず)から原料供給ライン(1)を通じ(生産ポリエステルに対するTi添加量30質量ppm)、予め、窒素雰囲気下、エステル化率99質量%のポリエステル低分子量体(エステル化反応物)を充填した攪拌機を有するエステル化反応槽(A)に、47kg/時間となるように連続的に供給した(ポリマーとして34kg/時間)。
[Production of polyester]
A polyester was produced as follows by the esterification step shown in FIG. 1 and the polycondensation step shown in FIG. First, 53 mol% and 47 mol% of adipic acid and terephthalic acid, respectively, 0.35 mol% of trimethylolpropane and 1.5 times mol of 1,4-butanediol with respect to both acids, and Ti of 0.1%. A slurry at 50 ° C., in which tetra-n-butyl titanate was mixed so as to be 013 mol%, was passed in advance from a slurry preparation tank (not shown) through a raw material supply line (1) (Ti addition amount to production polyester 30 mass ppm). In a nitrogen atmosphere, it was continuously fed to an esterification reaction tank (A) having a stirrer filled with a low molecular weight polyester (esterification reaction product) having an esterification rate of 99 mass% so as to be 47 kg / hour ( 34 kg / hour as polymer).
エステル化反応槽(A)を内温230℃、圧力101kPaとし、生成する水、テトラヒドロフランおよび余剰の1,4−ブタンジオールを、留出ライン(5)から留出させ、精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離した。系が安定した後の塔底の高沸成分は精留塔(C)の液面が一定になるように、抜出ライン(8)を通じて、その一部を外部に抜き出した。一方、水とテトラヒドロフランを主体とする低沸成分は、ライン(9)を通じて塔頂よりガスの形態で抜き出し、コンデンサ(G)で凝縮させ、タンク(F)の液面が一定になるように、抜出ライン(13)より外部に抜き出した。同時に、再循環ライン(2)より100℃の精留塔(C)の塔底成分(98質量%以上が1,4−ブタンジオール)の全量を、また、原料供給ライン(1)より、ポリマー生成量に応じた1,4−ブタンジオールとエステル化反応槽で発生したテトラヒドロフランと等モルの1,4−ブタンジオールを併せて供給し、エステル化反応槽(A)内のアジピン酸およびテレフタル酸に対する1,4−ブタンジオールのモル比が2.2となるように調整した。
The esterification reaction tank (A) is set to an internal temperature of 230 ° C. and a pressure of 101 kPa, and water, tetrahydrofuran and
エステル化反応槽(A)で生成したエステル化反応物は、ポンプ(B)を使用し、エステル化反応物の抜出ライン(4)から連続的に抜き出し、エステル化反応槽(A)内液のアジピン酸およびテレフタル酸ユニット換算での平均滞留時間が3時間になるように液面を制御した。抜出ライン(4)から抜き出したエステル化反応物は、図2の第1重縮合反応槽(a)に連続的に供給した。系が安定した後、エステル化反応槽(A)の出口で採取したエステル化反応物のエステル化率は90%であった(酸価950eq/t)。 The esterification reaction product produced in the esterification reaction tank (A) is continuously extracted from the esterification reaction product extraction line (4) using the pump (B), and the liquid in the esterification reaction tank (A). The liquid level was controlled so that the average residence time in terms of adipic acid and terephthalic acid units was 3 hours. The esterification reaction product extracted from the extraction line (4) was continuously supplied to the first polycondensation reaction tank (a) in FIG. After the system was stabilized, the esterification rate of the esterification reaction product collected at the outlet of the esterification reaction tank (A) was 90% (acid value 950 eq / t).
予め調製したMg触媒溶液を、触媒調製槽(図示せず)から供給ライン(L8)を通じて、2kg/時間で連続的にエステル化反応物の抜出ライン(4)に供給した(ここでのMg添加量はTi添加量に対して2.8倍モル)。 The Mg catalyst solution prepared in advance was continuously supplied from the catalyst preparation tank (not shown) through the supply line (L8) to the extraction line (4) of the esterification reaction product at 2 kg / hour (Mg here) The addition amount is 2.8 times mol with respect to the Ti addition amount).
第1重縮合反応槽(a)の内温は240℃、圧力2.7kPaとし、滞留時間が120分間になるように、液面制御を行った。減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L2)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、初期重縮合反応を行った。抜き出した反応液は第2重縮合反応器(d)に連続的に供給した。 The liquid level was controlled so that the internal temperature of the first polycondensation reaction tank (a) was 240 ° C., the pressure was 2.7 kPa, and the residence time was 120 minutes. An initial polycondensation reaction was performed while extracting water, tetrahydrofuran, and 1,4-butanediol from a vent line (L2) connected to a decompressor (not shown). The extracted reaction liquid was continuously supplied to the second polycondensation reactor (d).
第2重縮合反応器(d)の内温は240℃、圧力400Paとし、滞留時間が120分間になるように、液面制御を行い、減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L4)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、更に重縮合反応を進めた。得られたポリエステルは、抜出用ギヤポンプ(e)により抜出ライン(L3)を経由し、第3重縮合反応器(k)に連続的に供給した。 The second polycondensation reactor (d) has an internal temperature of 240 ° C., a pressure of 400 Pa, liquid level control so that the residence time is 120 minutes, and a vent line (not shown) connected to a decompressor (not shown) The polycondensation reaction was further advanced while extracting water, tetrahydrofuran and 1,4-butanediol from L4). The obtained polyester was continuously supplied to the third polycondensation reactor (k) via the extraction line (L3) by the extraction gear pump (e).
第3重縮合反応器(k)の内温は240℃、圧力は130Pa、滞留時間は120分間になるように、液面制御を行い、減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L6)から、水、テトラヒドロフラン、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、更に重縮合反応を進めた。得られたポリエステルは、ダイスヘッド(g)からストランド状に連続的に抜き出し、水冷しつつ、回転式カッター(h)でカッティングしペレットとした。 The liquid level was controlled so that the internal temperature of the third polycondensation reactor (k) was 240 ° C., the pressure was 130 Pa, and the residence time was 120 minutes, and a vent line (not shown) connected to a decompressor (not shown) The polycondensation reaction was further advanced while extracting water, tetrahydrofuran and 1,4-butanediol from L6). The obtained polyester was continuously extracted in the form of a strand from the die head (g), and cut with a rotary cutter (h) into water pellets while cooling with water.
ペレットは柱状であり、ペレット一粒当たりの質量は約20〜30mgである。このペレットは赤味を帯びていた。 The pellets are columnar and the mass per pellet is about 20-30 mg. This pellet was reddish.
エステル化反応、重縮合反応は連続7日間行い、反応スタート後16時間経過してサンプリングして得られたポリエステルペレットを接触処理前ポリエステルペレットとした。 The esterification reaction and polycondensation reaction were carried out for 7 consecutive days, and polyester pellets obtained by sampling after 16 hours from the start of the reaction were used as polyester pellets before contact treatment.
[ポリエステルペレットの接触処理]
得られたポリエステルペレットを、図3に示す接触処理工程により、接触処理を行った。接触処理液として用いるエタノールと水との混合液は、循環タンク(I)からポンプ(IX)により熱交換器(II)を経由して70℃に制御し、供給ライン(101)より処理槽(III)へ供給した。接触処理液のエタノールと水の割合は、接触処理液全体に対して水を90質量%、エタノールを10質量%とした。接触処理槽(III)内における接触処理液とペレットの質量比は5とした(処理液/ペレット比)。
[Polyester pellet contact treatment]
The obtained polyester pellets were subjected to contact treatment by the contact treatment step shown in FIG. The mixed liquid of ethanol and water used as the contact treatment liquid is controlled to 70 ° C. from the circulation tank (I) via the heat exchanger (II) by the pump (IX), and from the supply line (101) to the treatment tank ( To III). The ratio of ethanol and water in the contact treatment liquid was 90% by mass of water and 10% by mass of ethanol with respect to the entire contact treatment liquid. The mass ratio of the contact treatment liquid and pellets in the contact treatment tank (III) was 5 (treatment liquid / pellet ratio).
接触処理液は、接触処理槽(III)内でペレットと向流接触させた後、抜出ライン(102)より抜き出し、回収ライン(106)から微粉除去機(IV)を経由して循環タンク(I)へ回収した。接触処理に供するペレットは供給ライン(103)より連続的に供給し、8時間接触処理液と接触させた後、ロータリーバルブ(V)で抜出ライン(104)より連続的に抜き出した。 The contact treatment liquid is brought into counter-current contact with the pellets in the contact treatment tank (III), then withdrawn from the withdrawal line (102), and from the recovery line (106) through the fine powder remover (IV) to the circulation tank ( Recovered to I). Pellets to be subjected to the contact treatment were continuously supplied from the supply line (103), brought into contact with the contact treatment liquid for 8 hours, and then continuously extracted from the extraction line (104) by the rotary valve (V).
ペレットに同伴して抜き出した接触処理液は、予備固液分離機(VI)で分離し、回収タンク(VII)を経由後、ポンプ(X)により供給ライン(105)を通じて、回収ライン(106)へ戻した。循環タンク(I)からは抜出ライン(107)より、接触処理液の抜き出しを連続的に行い、その量は接触処理液全循環流量の1/20(流量比)とした。供給ライン(108)からは抜き出した接触処理液に相当する量のエタノールと水の混合液を循環タンク(I)へ供給した。 The contact treatment liquid extracted along with the pellets is separated by the preliminary solid-liquid separator (VI), passes through the recovery tank (VII), and then passes through the supply line (105) by the pump (X) to the recovery line (106). Returned to. The contact treatment liquid was continuously extracted from the circulation tank (I) through the extraction line (107), and the amount thereof was set to 1/20 (flow rate ratio) of the total circulation flow rate of the contact treatment liquid. From the supply line (108), a mixed liquid of ethanol and water in an amount corresponding to the contact treatment liquid extracted was supplied to the circulation tank (I).
連続的に抜き出したペレットは予備固液分離機(IV)で同伴された接触処理液と分離した後、固液分離機(VIII)より抜出ライン(109)を経由し、乾燥工程へ連続的に供給した。 The pellets continuously extracted are separated from the contact treatment liquid entrained by the preliminary solid-liquid separator (IV), and then continuously from the solid-liquid separator (VIII) via the extraction line (109) to the drying process. Supplied to.
[ペレットの乾燥]
エタノールと水を含有する混合液による接触処理後の乾燥は、図4に示す乾燥工程により行った。
[Drying of pellets]
Drying after the contact treatment with the mixed solution containing ethanol and water was performed by the drying step shown in FIG.
第一乾燥塔(I)では乾燥窒素ガスとして純度99%以上(露点マイナス40℃)のものを用い、ガス温度80℃、ガス(空塔)速度0.125m/秒、ペレット滞留時間15時間の条件で乾燥を行い、第二乾燥塔(K)では、乾燥空気(露点マイナス40℃)を用いて、温度50℃、ガス(空塔速度)0.125m/秒、ペレット滞留時間24時間で乾燥を行った。 In the first drying tower (I), a dry nitrogen gas having a purity of 99% or more (dew point minus 40 ° C.) is used. The gas temperature is 80 ° C., the gas (empty) speed is 0.125 m / sec, and the pellet residence time is 15 hours. In the second drying tower (K), drying is performed under the conditions using a dry air (dew point minus 40 ° C.) at a temperature of 50 ° C., a gas (superficial velocity) of 0.125 m / sec, and a pellet residence time of 24 hours. Went.
接触処理前のポリエステルペレット、接触処理及び乾燥処理後のポリエステルペレットについて、固有粘度、黄色度(YI)、蒸発残留物量、THF含有量をそれぞれ測定した結果を表1に示す。 Table 1 shows the results of measuring the intrinsic viscosity, the yellowness (YI), the evaporation residue amount, and the THF content of the polyester pellets before the contact treatment and the polyester pellets after the contact treatment and the drying treatment, respectively.
表1より、本発明によれば、THF、オリゴマー含有量が少なく、色調が良好な高品質の脂肪族芳香族ポリエステルを効率的に得ることができることが分かる。 From Table 1, it can be seen that according to the present invention, high-quality aliphatic aromatic polyesters with low THF and oligomer contents and good color tone can be obtained efficiently.
本発明の製造方法により、THF、オリゴマー含有量が少なく、色調が良好な高品質の脂肪族芳香族ポリエステルを効率的に得ることができ、この脂肪族芳香族ポリエステルを用いて商品価値の高い成形品を提供することができる。 By the production method of the present invention, it is possible to efficiently obtain a high-quality aliphatic aromatic polyester having a low THF and oligomer content and a good color tone, and molding with high commercial value using this aliphatic aromatic polyester. Goods can be provided.
1 原料供給ライン
2 再循環ライン
3 触媒供給ライン
4 エステル化反応物の抜出ライン
5 留出ライン
6 抜出ライン
7 循環ライン
8 抜出ライン
9 ガス抜出ライン
10 凝縮液ライン
11 抜出ライン
12 循環ライン
13 抜出ライン
14 ベントライン
A エステル化反応槽
B 抜出ポンプ
C 精留塔
D ポンプ
E ポンプ
F タンク
G コンデンサ
L1、L3、L5 重縮合反応物抜出ライン
L2、L4、L6 ベントライン
L7 触媒供給ライン
L8 原料供給ライン
a 第1重縮合反応槽
d 第2重縮合反応槽
k 第3重縮合反応槽
c、e、m 抜出用ギヤポンプ
g ダイスヘッド
h 回転式カッター
p、q、r、s フィルター
I 循環タンク
II 熱交換器
III 接触処理槽
IV 微粉除去機
V ロータリーバルブ
VI 予備固液分離機
VII 回収タンク
VIII 固液分離機
IX ポンプ
X ポンプ
101 接触処理液供給ライン
102 抜出ライン
103 ペレット供給ライン
104 抜出ライン
105 供給ライン
106 回収ライン
107 抜出ライン
108 供給ライン
109 抜出ライン
H 第一乾燥塔
J 冷却塔
K 第二乾燥塔
L コンデンサ
M 熱交換器
N 熱交換器
O ロータリーバルブ
P ロータリーバルブ
Q ロータリーバルブ
R ブロア
S 熱交換器
201 ペレット供給ライン
202 ペレット抜出ライン
203 ペレット供給ライン
204 ペレット抜出ライン
205 ペレット供給ライン
206 ペレット抜出ライン
207 乾燥ガス回収ライン
208 乾燥ガス供給ライン
209 新乾燥ガス供給ライン
210 凝縮液抜出ライン
211 冷却ガス抜出ライン
212 冷却ガス供給ライン
213 乾燥ガス抜出ライン
214 乾燥ガス供給ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material supply line 2 Recirculation line 3 Catalyst supply line 4 Extraction line of esterification reaction product 5 Distillation line 6 Extraction line 7 Circulation line 8 Extraction line 9 Gas extraction line 10 Condensate line 11 Extraction line 12 Circulation line 13 Extraction line 14 Vent line A Esterification reaction tank B Extraction pump C Rectification tower D Pump E Pump F Tank G Capacitor L1, L3, L5 Polycondensation reaction product extraction line L2, L4, L6 Vent line L7 Catalyst supply line L8 Raw material supply line a First polycondensation reaction tank d Second polycondensation reaction tank k Third polycondensation reaction tank c, e, m Extraction gear pump g Die head h Rotary cutter p, q, r, s Filter I Circulation tank II Heat exchanger III Contact treatment tank IV Fine powder remover V Rotary valve VI Preliminary solid-liquid separator V II Recovery tank VIII Solid-liquid separator IX Pump X Pump 101 Contact processing liquid supply line 102 Extraction line 103 Pellet supply line 104 Extraction line 105 Supply line 106 Recovery line 107 Extraction line 108 Supply line 109 Extraction line H 1st Drying tower J Cooling tower K Second drying tower L Condenser M Heat exchanger N Heat exchanger O Rotary valve P Rotary valve Q Rotary valve R Blower S Heat exchanger 201 Pellet supply line 202 Pellet extraction line 203 Pellet supply line 204 Pellet Extraction line 205 Pellet supply line 206 Pellet extraction line 207 Dry gas recovery line 208 Dry gas supply line 209 New dry gas supply line 210 Condensate extraction line 211 Cooling gas extraction line 212 Retirement gas supply line 213 dry gas extraction line 214 dry gas supply line
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