JP2007084778A - Continuous granulation apparatus for high-melt tension polyethylene terephthalate-based polyester - Google Patents

Continuous granulation apparatus for high-melt tension polyethylene terephthalate-based polyester Download PDF

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Chuichi Hoshi
忠一 星
Takashi Fujimaki
隆 藤巻
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EFUTEKKUSU KK
Hoshi Plastic KK
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EFUTEKKUSU KK
Hoshi Plastic KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a continuous granulation apparatus for pelletizing a high-melt tension polyethylene terephthalate-based polyester under a specific condition stably for a long period. <P>SOLUTION: The dehumidification of a cylinder, and the improvement of a die shape and a screw shape are performed when a mixture constituted of (a) a PET-based polyester, (b) a mixture of a tri- or polyfunctional epoxy compound and a bifunctional epoxy compound as a binder, and (c) a metal salt of an organic acid as a catalyst is subjected to a reaction extrusion method to modify the polyester to provide a high-melt tension product. The granulated pellets of the high-melt tension polyethylene terephthalate-based polyester enable new molded products such as a foam, a tubular-method film, a direct blow-method bottle and a pipe the molding of which is difficult by a conventional PET resin. As a result, the pellets are useful in the fields of daily necessity, civil engineering and construction, electric and electronic goods, a trim material for an automobile or the like such as a packaging film and an industrial material. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを特定条件にて長期安定的にペレット化する連続造粒装置に関する。  The present invention relates to a continuous granulator for stably pelletizing a high melt tension polyethylene terephthalate polyester under specific conditions for a long period of time.

これまで、高分子素材としてポリ塩化ビニル(塩ビ、PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PETまたはペット)などが5大汎用樹脂として適材適所に使用されてきた。これらの素材は、成形加工性、品質、価格、環境適合性等に関して、一長一短がある。  So far, polyvinyl chloride (PVC, PVC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET or PET), etc., have been used as appropriate materials as the five large-scale general-purpose resins. I came. These materials have advantages and disadvantages with respect to molding processability, quality, price, environmental compatibility, and the like.

ポリエチレンテレフタレートは、その高品質特性のために延伸ブロー法ペットボトルとして大量に使用され、またA−PETシートも透明性と剛性と環境適合性に優れるために食品包装材、食品容器、IT用資材、ブリスター・パック等の日用品などの用途が急拡大している。特に、使用済みペットのボトル、フィルム、シート等は、大量の回収再利用が積極的に進められつつあり、汎用樹脂の半値という安価で大量入手が可能となった。
本発明者らは、汎用樹脂の半値で入手できる回収ペットボトル・フレークおよび回収ペットシートまたは重縮合法で安価に得られる繊維用ペットを主体成分とし、エポキシ系結合剤と有機酸金属系触媒で高分子量・高熔融張力化した樹脂を反応押出法で製造することを提案した。
特許第3503952号 また、本発明者らは、該反応押出法が高速度反応のために、不均一反応によりゲルやフィッシュアイ(FE)が副生し易いことを開示した。その対策として、エポキシ系結合剤と有機酸金属系触媒をマスターバッチ化することによる解決法を提案した。 WO 2001/94443
Polyethylene terephthalate is used in large quantities as stretch blow PET bottles due to its high quality properties, and A-PET sheets are also excellent in transparency, rigidity and environmental compatibility, so food packaging materials, food containers, and IT materials Applications of daily necessities such as blister packs are expanding rapidly. In particular, used bottles, films, sheets, etc. of used pets are being actively collected and reused in large quantities, and can be obtained in large quantities at a low price of half the price of general-purpose resins.
The present inventors are mainly composed of recovered PET bottles and flakes that can be obtained at half the price of general-purpose resins and recovered PET sheets or fiber pets obtained at low cost by the polycondensation method, with an epoxy binder and an organic acid metal catalyst. It was proposed to produce a high molecular weight, high melt tension resin by reactive extrusion.
Japanese Patent No. 3503952 In addition, the present inventors have disclosed that the gel and fish eye (FE) are easily produced as a by-product due to a heterogeneous reaction because the reactive extrusion method is a high-speed reaction. As a countermeasure, we proposed a solution by masterbatching epoxy binder and organic acid metal catalyst. WO 2001/94443

本発明は、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを特定条件にて長期安定的にペレット化する連続造粒装置を提供することを目的とする。
しかしながら、市販の押出装置を使用して長期的に造粒運転をすると、メルトフローレート(MFR)の上昇、ダイスの両端ストランドの不安定化と切断、樹脂の黄変、スクリューの黒褐色化と汚れ等の課題が生じている。いずにせよ、実用レベレに達していない。
An object of this invention is to provide the continuous granulation apparatus which pelletizes high melt tension polyethylene terephthalate-type polyester stably for a long term on specific conditions.
However, if granulation operation is performed for a long time using a commercially available extrusion device, the melt flow rate (MFR) rises, the strands on both ends of the die destabilize and cut, the resin yellows, the screw browns and becomes dirty. Etc. have arisen. In any case, it has not reached the practical level.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記の課題を改善することに成功し、本発明を完成するに至った。  As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have succeeded in improving the above-mentioned problems and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記の発明事項を提供するものである。
(1)A成分:ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル100重量部、
B成分:結合剤として分子内に2個のエポキシ基を含有する化合物a対分子内に3個以上のエポキシ基を含有する化合物bの重量比が95〜40対5〜60の混合物0.1〜2重量部、
C成分:触媒として有機酸の金属塩0.05〜1重量部
から構成される原料混合物Dを、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによって、JIS法(280℃、荷重2.16Kg)のメルトフローレート20g/分以下およびスウェル1〜200%とした高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを特定条件にて長期安定的にペレット化することを特徴とする連続造粒装置。
(2)反応押出機のスクリューに原料混合物Dを供給するホッパー内に水蒸気を大気中に放出する導管を設置することにより、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを長期安定的にペレット化することを特徴とする連続造粒装置。
(3)反応押出機のダイスに内径1〜5mm、突出長0.5〜10mmのノズルを設置することにより、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを長期安定的にペレット化することを特徴とする連続造粒装置。
(4)反応押出機の単軸式スクリューとして口径対溝ピッチ比100対30〜60、混合帯2〜4帯を使用することにより、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを長期安定的にペレット化することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の連続造粒装置。
That is, the present invention provides the following invention items.
(1) Component A: 100 parts by weight of polyethylene terephthalate polyester
Component B: Mixture in which the weight ratio of compound a containing 2 epoxy groups in the molecule to compound b containing 3 or more epoxy groups in the molecule as a binder is 95-40 to 5-60 0.1 ~ 2 parts by weight,
Component C: A raw material mixture D composed of 0.05 to 1 part by weight of a metal salt of an organic acid as a catalyst is melted at a temperature equal to or higher than its melting point and uniformly reacted by reactive extrusion while degassing and dehydrating under vacuum. By high-strength polyethylene terephthalate polyester having a melt flow rate of 20 g / min or less and a swell of 1 to 200% according to JIS method (280 ° C., load 2.16 Kg), pelletized stably for a long time under specific conditions. A continuous granulator characterized by.
(2) A high melt tension polyethylene terephthalate polyester is stably pelletized for a long period of time by installing a conduit for releasing water vapor into the atmosphere in a hopper that supplies the raw material mixture D to the screw of the reaction extruder. A continuous granulator.
(3) Continuously characterized in that a high melt tension polyethylene terephthalate polyester is stably pelletized for a long period of time by installing a nozzle having an inner diameter of 1 to 5 mm and a protruding length of 0.5 to 10 mm in a die of a reaction extruder. Granulator.
(4) A high melt tension polyethylene terephthalate polyester is stably pelletized for a long time by using a caliber / groove pitch ratio of 100 / 30-60 and a mixing zone of 2-4 as a single screw of a reaction extruder. The continuous granulation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein:

溶融張力の高いポリエチレンテレフタレート(PET)系ポリエステルは、中分子量のPETを主原料とし、混合結合剤と触媒で長鎖分岐構造体として形成されるが、反応押出機によるストランド法では長期的連続造粒が困難であった。しかし、本発明による新しい造粒装置により高溶融張力ペレットが製造されたので、従来のPET樹脂では困難であった新規用途、例えば発泡成形、チューブラー法フィルム成形、パイプ成形等が可能となった。  Polyethylene terephthalate (PET) polyester, which has high melt tension, is formed as a long-chain branched structure with a mixed binder and catalyst, using PET with a medium molecular weight as the main raw material. Grain was difficult. However, since the high melt tension pellets were produced by the new granulating apparatus according to the present invention, new applications, such as foam molding, tubular film molding, pipe molding, etc., which were difficult with conventional PET resins, became possible. .

発明の実施するため最良の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本発明における原料成分および反応押出法については、本発明者らの先願発明に詳細に記載されている。
A成分のポリエチレンテレフタレート(PET)系ポリエステルは、PET系芳香族ポリエステルとして世界的に大量生産されているポリエチレンテレフタレート(PETまたはペット)あるいはその共重合体が挙げられる。ポリエチレンテレフタレートが、特に好ましいが、固有粘度(IV値)が0.50dl/g以上(これは、JIS法、温度280℃、荷重2.16kgにおけるMFRが約210g/10分以下に相当する)が使用できるが、0.60dl/g以上(MFRが約130g/10分以下)であることが好ましい。固有粘度が0.50dl/g未満であると、本発明によっても高分子量化と高溶融粘度化が困難であり、あるいは必ずしも優れた成形加工性および物性を与えることができない恐れがある。固有粘度の上限は、特に制限されないが、通常0.90dl/g(MFRが約25g/10分以下)、好ましくは0.80dl/g(MFRが約45g/10分以上)である。
The raw material components and the reactive extrusion method in the present invention are described in detail in the prior invention of the present inventors.
Examples of the component A polyethylene terephthalate (PET) polyester include polyethylene terephthalate (PET or PET) or a copolymer thereof mass-produced worldwide as a PET aromatic polyester. Polyethylene terephthalate is particularly preferred, but has an intrinsic viscosity (IV value) of 0.50 dl / g or more (this corresponds to an MFR of about 210 g / 10 min or less at JIS method, temperature of 280 ° C. and load of 2.16 kg). Although it can be used, it is preferably 0.60 dl / g or more (MFR is about 130 g / 10 min or less). If the intrinsic viscosity is less than 0.50 dl / g, it is difficult to achieve a high molecular weight and a high melt viscosity even according to the present invention, or it may not always be possible to provide excellent moldability and physical properties. The upper limit of the intrinsic viscosity is not particularly limited, but is usually 0.90 dl / g (MFR of about 25 g / 10 min or less), preferably 0.80 dl / g (MFR of about 45 g / 10 min or more).

現実には、大量に収集・回収されるPET系ポリエステルのペット・ボトルのフレーク、パリソン破砕物またはペレットをプレポリマーとして使用することが多い。通常は、PETボトルが有している固有粘度が比較的に高いので、回収品の固有粘度も高く、一般には0.60〜0.80dl/g(MFRが130〜45g/10分)、特に0.65〜0.75dl/g(MFRが100〜55g/10分)である。 一般に、回収ペット・ボトルのフレークは、20kg入り紙袋品と600kg入りフレコン品で供給されるが、通常含有水分は3,000〜6,000ppm(0.3〜0.6重量%)程度である。勿論、真空圧空成形工場から大量に回収されるA−PETシートのスケルトン・フレークも、本発明の原料ポリエステルとして好適である。  In reality, PET-based polyester PET bottle flakes, parison fragments or pellets that are collected and collected in large quantities are often used as prepolymers. Usually, since the intrinsic viscosity of PET bottles is relatively high, the intrinsic viscosity of the recovered product is also high, generally 0.60 to 0.80 dl / g (MFR 130 to 45 g / 10 min), especially 0.65 to 0.75 dl / g (MFR 100 to 55 g / 10 min). Generally, the recovered PET bottle flakes are supplied in a 20 kg paper bag product and a 600 kg FIBC product, but the water content is usually about 3,000 to 6,000 ppm (0.3 to 0.6% by weight). . Of course, skeleton flakes of A-PET sheets recovered in large quantities from a vacuum / pressure forming factory are also suitable as the raw material polyester of the present invention.

食品包装材用としては、重縮合法による繊維用ペット樹脂およびフラフを使用することができる。通常は、固有粘度が0.55〜0.65dl/g(MFRが200〜130g/10分)であるが、0.60〜0.65dl/g(MFRが130〜100g/10分)が好ましい。  For food packaging materials, PET resin for fibers and fluff by polycondensation can be used. Usually, the intrinsic viscosity is 0.55 to 0.65 dl / g (MFR 200 to 130 g / 10 min), but 0.60 to 0.65 dl / g (MFR 130 to 100 g / 10 min) is preferable. .

本発明のB成分としての結合剤は、分子内に2個(a)および場合により3を越える個数(b)のエポキシ基を含有する化合物である。
通常、分子内に平均2個のエポキシ基を有する化合物aの例としては、脂肪族系のエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール・ジグリシジルエーテル、トリラメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、グリセリン・ジグリシジルエーテル、また脂環式系の水素化ビスフェノールA・ジグリシジルエーテル、水素化イソフタル酸ジグリシジルエステル、また芳香族系のビスフェノールA・ジグリシジルエーテル、ビスフエノールA・ジグリシジルエーテルの初期縮合物、ジフェニルメタンジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル等を挙げることができる。好ましくは、エチレングリコール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、グリセリン・ジグリシジルエーテルである。
The binder as B component of the present invention is a compound containing 2 (a) and optionally more than 3 (b) epoxy groups in the molecule.
Usually, examples of the compound a having an average of two epoxy groups in the molecule include aliphatic ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, trilamethylene glycol di Glycidyl ether, tetramethylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexamethylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, and alicyclic hydrogenated bisphenol A diglycidyl Ether, hydrogenated isophthalic acid diglycidyl ester, aromatic bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether precondensate, diphenylmethane di It can be mentioned glycidyl ether, terephthalic acid diglycidyl ester, isophthalic acid diglycidyl ester and the like. Preferred are ethylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexamethylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, and glycerin diglycidyl ether.

分子内に平均3個のエポキシ基を有する化合物bの例としては、脂肪族系のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル、グリセリン・トリグリシジルエーテル、またヘテロ環式系のトリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルシアヌレート、トリグリシジル・ヒダントイン、また芳香族系のトリグリシジル・パラ−またはメタ−アミノフエノール等を挙げることができる。
工業用品としては、分子内に平均2.1個以上から数個の中間的個数のエポキシ基を有する化合物の混合物も使用できる。例えば、フェノール・ノボラック・エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック・エポキシ樹脂およびビフェニルジメチレン系エポキシ樹脂(例えば、日本化薬(株)の耐熱エポキシ樹脂NC−3000シリーズ)等を挙げることができる。その他の例としてダウケミカル社から分子内のエポキシ基が、平均して約2.2、3.6、3.8および5.5個のものが上市されており、これらを使用することができる。好ましくは、トリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル、グリセリン・トリグリシジルエーテルである。
Examples of the compound b having an average of 3 epoxy groups in the molecule include aliphatic trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, and heterocyclic triglycidyl isocyanurate and triglycidyl cyanate. Examples thereof include nurate, triglycidyl hydantoin, and aromatic triglycidyl para- or meta-aminophenol.
As the industrial article, a mixture of compounds having an average number of epoxy groups of 2.1 to several in the molecule can be used. For example, a phenol novolak epoxy resin, a cresol novolak epoxy resin, and a biphenyl dimethylene epoxy resin (for example, Nippon Kayaku Co., Ltd. heat-resistant epoxy resin NC-3000 series) can be used. As another example, an average of about 2.2, 3.6, 3.8, and 5.5 epoxy groups in the molecule are marketed by Dow Chemical Company, and these can be used. . Trimethylolpropane triglycidyl ether and glycerin triglycidyl ether are preferred.

本発明の特徴のひとつは、結合剤の選定である。結合剤として分子内に2個のエポキシ基を含有する化合物(2官能:D)aに分子内に3個以上のエポキシ基を含有する化合物(3官能以上:T)bを併用することによって「長鎖分岐構造体」を導入し、T/D比を増加させて例えば、シートの真空圧空成形における結晶化速度を増大させることができる。これは、3官能以上のエポキシ基を含有する化合物が「分子サイズの結晶化核剤」として作用するものと推定される。
また、本発明の長鎖分岐構造体は、従来の線状構造体に比べて分子鎖の「絡み合い効果」により溶融粘度を約10〜100倍にも増大することが可能となり、溶融体から固体への再結晶化速度を遅くできるので、従来の線状構造体PETでは困難だった、発泡、チューブラー法フィルム、バイプなどの成形を可能としている。
本発明のエポキシ基含有化合物Bは、分子内に2個のエポキシ基を含有する化合物(D)a:100〜0重量%および分子内に3を越える個数のエポキシ基を含有する化合物(T)b:0〜100重量%の混合物である。後者(T)の増加で樹脂のスウェルと溶融粘度が、急上昇する。後者/前者の重量比率(T/D比)は、通常、5/95〜70/30、好ましくは10/90〜60/40、更に好ましくは12.5/87.5〜50/50である。T/D比が、5/95以下では効果が少なく、60/40以上ではPET系ポリエステル樹脂の製造が困難であり、フィルムにゲル・フィッシュアイが副生して商品にならない。
One of the features of the present invention is the selection of the binder. A compound containing two epoxy groups in the molecule (bifunctional: D) a as a binder and a compound containing three or more epoxy groups in the molecule (trifunctional or more: T) b are used in combination. By introducing a “long-chain branched structure” and increasing the T / D ratio, for example, the crystallization speed in vacuum / pressure forming of a sheet can be increased. This is presumed that a compound containing a tri- or higher functional epoxy group acts as a “molecular size crystallization nucleating agent”.
Further, the long-chain branched structure of the present invention can increase the melt viscosity by about 10 to 100 times due to the “entanglement effect” of the molecular chain as compared with the conventional linear structure. Therefore, it is possible to form foam, tubular method film, vip and the like, which is difficult with the conventional linear structure PET.
The epoxy group-containing compound B of the present invention is a compound (D) a containing two epoxy groups in the molecule: 100 to 0% by weight and a compound (T) containing more than three epoxy groups in the molecule b: 0 to 100 wt% mixture. The increase in the latter (T) causes the resin swell and melt viscosity to rise rapidly. The weight ratio (T / D ratio) of the latter / the former is usually 5/95 to 70/30, preferably 10/90 to 60/40, more preferably 12.5 / 87.5 to 50/50. . When the T / D ratio is 5/95 or less, the effect is small. When the T / D ratio is 60/40 or more, it is difficult to produce a PET-based polyester resin.

また、本発明における特徴のもうひとつは、フィルムおよびシートのゲル・フィッシュアイの副生原因となる結合剤Bの局所的不均一反応を防止する為に、希釈材として基体cを利用して結合剤マスターバッチdとして使用することにある。本混合物B:10〜50重量部と基体c:100重量部とで結合剤マスターバッチdが構成される。本混合物Bは、15〜25重量部が好ましい。結合剤Bが10重量部以下ではマスターバッチdの効果が少なく、かつコスト高になる。結合剤Bが50重量部以上では、マスターバッチdが製造し難く、反応押出法においてゲルが副生し易くなるので、好ましくない。
基体cとしては、固有粘度0.60〜0.80dl/gのポリエチレンテレフタレート系ポリエステル、回収されたポリエチレンテレフタレート系ポリエステル成形品再循環物、エチレングリコールとシクロヘキサン・ジメタノールとテレフタール酸等の縮合体(イーストマン社等のPETG)、あるいはトルエン、ベンゼンおよびキシレンなどを使用することが出来る。
In addition, another feature of the present invention is that the substrate c is used as a diluent in order to prevent the local heterogeneous reaction of the binder B, which is a by-product of gel and fish eyes of films and sheets. It is to be used as an agent master batch d. The binder B is composed of 10 to 50 parts by weight of the mixture B and 100 parts by weight of the substrate c. The mixture B is preferably 15 to 25 parts by weight. When the binder B is 10 parts by weight or less, the effect of the master batch d is small and the cost is increased. If the binder B is 50 parts by weight or more, the master batch d is difficult to produce, and a gel is easily produced as a by-product in the reactive extrusion method.
Examples of the substrate c include polyethylene terephthalate polyester having an intrinsic viscosity of 0.60 to 0.80 dl / g, a recycled product of a recovered polyethylene terephthalate polyester molded article, and a condensate such as ethylene glycol, cyclohexane / dimethanol and terephthalic acid ( Eastman's PETG), toluene, benzene, xylene and the like can be used.

結合剤マスターバッチdの配合比率は、原料ポリエステルA:100重量部に対して、通常は1〜10重量部であるが、好ましくは分散・混合性の良好な2〜8重量部前後である。比率の増加とともに、PET系ポリエステルのMFRを低下させ、溶融粘度とスウェルを増大させることが出来る。  The compounding ratio of the binder master batch d is usually 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material polyester A, but is preferably about 2 to 8 parts by weight with good dispersibility and mixing properties. As the ratio increases, the MFR of the PET-based polyester can be reduced, and the melt viscosity and swell can be increased.

本発明における結合反応触媒Cは、カルボン酸の金属塩の複合体およびそれらのマスターバッチである。カルボン酸の金属塩は、単独使用では本発明のポリエステルの安定造粒という目的に必ずしも適しないことが、本発明で判明している。従がって、結合反応触媒Cとしては、複合体が好ましい。例えば二元系触媒としてステアリン酸リチウム/ステアリン酸カルシウム=20/80〜50/100、ステアリン酸ナトリウム/ステアリン酸カルシウム=20/80〜50/100、ステアリン酸カリウム/ステアリン酸カルシウム=20/80〜50/100、酢酸マンガン/ステアリン酸リチウム=20〜50/100あるいは酢酸マンガン/ステアリン酸カルシウム=20〜50/100などである。
一方、例えば三元系触媒としてステアリン酸リチウム/ステアリン酸ナトリウム/ステアリン酸カルシウム=50/50/100、ステアリン酸カリウム/ステアリン酸ナトリウム/ステアリン酸カルシウム=50/50/100、ステアリン酸リチウム/酢酸ナトリウム/ステアリン酸カルシウム=50/50/100あるいはステアリン酸リチウム/酢酸マンガン/ステアリン酸カルシウム=50/50/100などの複合触媒Cが、一層好ましい。
The coupling reaction catalyst C in the present invention is a complex of a metal salt of a carboxylic acid and a masterbatch thereof. It has been found in the present invention that metal salts of carboxylic acids are not necessarily suitable for the purpose of stable granulation of the polyester of the present invention when used alone. Accordingly, the binding reaction catalyst C is preferably a composite. For example, as a binary catalyst, lithium stearate / calcium stearate = 20 / 80-50 / 100, sodium stearate / calcium stearate = 20 / 80-50 / 100, potassium stearate / calcium stearate = 20 / 80-50 / 100 Manganese acetate / lithium stearate = 20-50 / 100 or manganese acetate / calcium stearate = 20-50 / 100.
On the other hand, for example, as a three-way catalyst, lithium stearate / sodium stearate / calcium stearate = 50/50/100, potassium stearate / sodium stearate / calcium stearate = 50/50/100, lithium stearate / sodium acetate / stear A composite catalyst C such as calcium phosphate = 50/50/100 or lithium stearate / manganese acetate / calcium stearate = 50/50/100 is more preferable.

本発明における特徴の更にもう一つは、フィルムおよびシートのゲル・フィッシュアイの副生原因となる触媒C周辺の局所反応を防止する為に、希釈材として基体eを利用して触媒マスターバッチfを使用することにある。 基体eとしては、基体cとほぼ同様に固有粘度0.50〜0.90dl/gのポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル、回収されたポリエチレンテレフタレート系の芳香族ポリエステル成形品再循環物、エチレングリコールとシクロヘキサン・ジメタノールとテレフタール酸等の縮合体(イーストマン社のペットジー等)などを使用することが出来る。
基体eとして上記の樹脂を使用しない場合には、触媒活性が穏やかで滑剤効果もあるステアリン酸カルシウム白色粉末を使用することが出来る。ステアリン酸カルシウムの構成比率は、触媒にたいして50重量部以上とする。この白色粉末状複合触媒は、粉末飛散の作業性の課題があるが、安価であり小規模製造に適する。
Another feature of the present invention is that the catalyst masterbatch f is utilized by using the substrate e as a diluent in order to prevent local reaction around the catalyst C, which is a by-product of gel and fish eyes of films and sheets. Is to use. As the substrate e, a polyethylene terephthalate aromatic polyester having an intrinsic viscosity of 0.50 to 0.90 dl / g, a recycled product of recycled polyethylene terephthalate aromatic polyester molded product, ethylene glycol and cyclohexane, almost the same as the substrate c -Condensates such as dimethanol and terephthalic acid (Eastman's Petzie, etc.) can be used.
When the above-mentioned resin is not used as the substrate e, calcium stearate white powder having a mild catalytic activity and having a lubricant effect can be used. The component ratio of calcium stearate is 50 parts by weight or more with respect to the catalyst. This white powder composite catalyst has the problem of workability of powder scattering, but is inexpensive and suitable for small-scale production.

触媒マスターバッチfの構成比率は、通常は触媒C:5〜15重量部と基体e:100重量部とから構成されるが、好ましくは触媒C:7.5〜12.5重量部、更に好ましくは触媒C10重量部と基体e100重量部とから構成される。触媒Cが5重量部以下では触媒マスターバッチfの効果が少なく、かつコスト高になる。触媒Cが15重量部以上では、マスターバッチfが製造し難く、結合反応でゲルが副生し易く、かつ成形加工時に樹脂の加水分解の原因となるので、好ましくない。
触媒マスターバッチfの使用量は、原料ポリエステルA:100重量部に対して、通常は0.25〜10重量部であるが、好ましくは分散・混合性の良好な0.5〜5重量部前後である。
The composition ratio of the catalyst master batch f is usually composed of 5 to 15 parts by weight of catalyst C and 100 parts by weight of substrate e, preferably 7.5 to 12.5 parts by weight of catalyst C, more preferably Is composed of 10 parts by weight of catalyst C and 100 parts by weight of substrate e. When the catalyst C is 5 parts by weight or less, the effect of the catalyst master batch f is small and the cost is increased. If the catalyst C is 15 parts by weight or more, the master batch f is difficult to produce, a gel is easily produced as a by-product in the binding reaction, and it causes hydrolysis of the resin during the molding process, which is not preferable.
The amount of the catalyst masterbatch f used is usually 0.25 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material polyester A, but preferably around 0.5 to 5 parts by weight with good dispersibility / mixability. It is.

反応押出法の装置としては、単軸押出機、二軸押出機、それらの組合せの二段式押出機、あるいはPET樹脂の重縮合の製造に使用されるセルフクリーニング性の二軸反応装置等を使用することができる。本発明の高溶融張力PET系ポリエステルを製造する反応押出法は、特に押出機中で約2〜10分間の短時間でおこなうので、押出反応機のL/Dは、30〜50程度であることが好ましく、特に38〜45程度が好ましい。
本発明によれば、反応押出機の性能にもよるが、一般に短い時間、例えば、1〜20分、好ましくは2〜10分、特に好ましくは4〜7分の滞留時間で、原料ポリエステルAの分子量を急上昇させ、所望のポリエステルを生成させることが出来る。
Examples of the reactive extrusion apparatus include a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a combination two-stage extruder, or a self-cleaning twin-screw reactor used for the production of polycondensation of PET resin. Can be used. Since the reactive extrusion method for producing the high melt tension PET polyester of the present invention is performed in a short time of about 2 to 10 minutes, particularly in the extruder, the L / D of the extrusion reactor is about 30 to 50. Is preferable, and about 38 to 45 is particularly preferable.
According to the present invention, depending on the performance of the reactive extruder, the raw material polyester A generally has a residence time of a short time, for example, 1 to 20 minutes, preferably 2 to 10 minutes, particularly preferably 4 to 7 minutes. The molecular weight can be increased rapidly to produce the desired polyester.

上記の反応押出装置は、一般に回収ペットボトルフレークまたは新品のポリエステル樹脂を予め110〜140℃で熱風乾燥して水分量100〜300ppmに下げたもの、および除湿空気で乾燥して水分量を50ppm以下に下げたものを使用することが好ましい。ポリエステル樹脂は、通常空気中の湿度を吸着してその環境湿度に応じて3,000〜6,000ppm(0.30〜0.60重量%)の水分を含んでおり、上記のような乾燥処理を行うことにより、本発明の目的を安定的に達成する一助とする。
単軸または二軸押出機の真空ラインを非水封式でない油封式または乾式とし、例えば第1〜第3ベントの真空度を13.3×10Pa(100mmHg)以下、好ましくは2.6×10Pa(20mmHg)以下、更に好ましくは0.66×10Pa(5mmHg)以下、更に一層好ましくは0.26×10Pa(2mmHg)に下げて、ポリエステル樹脂が溶融した直後および溶融混合中に残存水分を真空脱気して除去することによって、連続造粒の運転が安定化する。
The above-mentioned reaction extrusion apparatus generally has a recovered PET bottle flake or a new polyester resin dried in advance with hot air at 110 to 140 ° C. to a moisture content of 100 to 300 ppm, and dried with dehumidified air to a moisture content of 50 ppm or less. It is preferable to use the one lowered to. The polyester resin usually adsorbs humidity in the air and contains 3,000 to 6,000 ppm (0.30 to 0.60% by weight) of moisture according to the environmental humidity, and is thus dried as described above. To help achieve the object of the present invention stably.
The vacuum line of the single-screw or twin-screw extruder is oil-sealed or dry-type that is not non-water-sealed. For example, the vacuum degree of the first to third vents is 13.3 × 10 3 Pa (100 mmHg) or less, preferably 2.6. X10 3 Pa (20 mmHg) or less, more preferably 0.66 × 10 3 Pa (5 mmHg) or less, and even more preferably 0.26 × 10 3 Pa (2 mmHg). By removing residual moisture by vacuum degassing during mixing, the operation of continuous granulation is stabilized.

しかしながら、市販の押出装置を使用して長期的に造粒運転をすると、メルトフローレート(MFR)が設定値の2〜3倍に上昇する現象が生じた。原料PETを、熱風乾燥して水分量を約100〜300ppmに、または除湿乾燥して30〜50ppmにしていたが、遅かれ早かれそうなった。その原因は、ホッパー下から第1ベントまでの間のシリンダー内で加熱された原料PETから発生した水蒸気がホッパー側に逆流して原料PETに蓄積され、この水分が反応押出機中で加水分解に作用し、PET樹脂の低分子量化とMFR上昇を惹起するものと判断された。この水分は、第1ベント孔からの真空除去では、完全除去が不可能である。特に、原料PETの供給速度を上げるとその現象が顕著になる。そこで、ホッパー内に水蒸気を大気中に放出できる導管を設置して、長期安定な造粒運転を達成できることを見出した。  However, when a granulation operation is performed for a long time using a commercially available extrusion apparatus, a phenomenon that the melt flow rate (MFR) increases to 2 to 3 times the set value has occurred. The raw material PET was dried with hot air to a moisture content of about 100 to 300 ppm, or dehumidified to 30 to 50 ppm, but sooner or later. The cause is that water vapor generated from the raw material PET heated in the cylinder between the bottom of the hopper and the first vent flows back to the hopper side and accumulates in the raw material PET, and this moisture is hydrolyzed in the reaction extruder. It was determined that this would cause a decrease in the molecular weight of the PET resin and an increase in MFR. This moisture cannot be completely removed by vacuum removal from the first vent hole. In particular, the phenomenon becomes remarkable when the supply rate of the raw material PET is increased. Therefore, it was found that a long-term stable granulation operation can be achieved by installing a conduit that can release water vapor into the hopper.

本発明の高溶融張力・高スウェルのPET系ポリエステルの造粒運転においては、ダイスに水平配置したノズル孔から押出されるストランドは両端ストランドの不安定化と切断が起こり易い。また、スウェルが大きいために、ノズル孔の間隔が通常配置の場合には、ストランドが互着して一枚板になり易い。
本発明では、ダイスから適当な間隔、例えば5〜20mmにてノズルを突出させ、ストランドの互着を防止する。突出の方向は、水平、斜め下または垂直下方向とする。ノズルの内径は、1〜5mm、肉厚0.5〜2mm、長さ0.5〜10mmとする。ノズルは、ダイスへのねじ込み式とする。
In the granulation operation of the high melt tension and high swell PET-based polyester of the present invention, the strands extruded from the nozzle holes arranged horizontally on the die are likely to be unstable and cut at both ends. In addition, since the swell is large, when the interval between the nozzle holes is normally arranged, the strands are easily attached to each other to form a single plate.
In the present invention, the nozzles are protruded from the die at an appropriate interval, for example, 5 to 20 mm to prevent the strands from sticking together. The direction of protrusion is horizontal, diagonally downward or vertically downward. The inner diameter of the nozzle is 1 to 5 mm, the wall thickness is 0.5 to 2 mm, and the length is 0.5 to 10 mm. The nozzle is screwed into the die.

反応押出法では、樹脂の黄変、スクリューの黒褐色化と汚れ等の課題が生じている。樹脂の黄変は、原料系から持ち込まれる空気による樹脂の酸化劣化によるものである。単軸押出機は、樹脂への圧縮ができるのでベントを併用すれば、空気の「搾り出し除去」による黄変防止が可能であり、2軸押出機に勝っている。
しかしながら、単軸押出機は、2軸押出機に較べて混合性能に劣るので、スクリューに混合帯を2〜4帯、好ましくは4帯を設置する必要がある。
またスクリューの黒褐色化と汚れ防止のために、スクリュー口径対溝ピッチ比100対30〜60とし、スクリュー溝内に樹脂を満たして、「空焼け防止」をする工夫が必要である。単軸押出機は、2軸押出機に較べて汚れたスクリューの清掃と再組立てが極めて容易である。
In the reactive extrusion method, problems such as yellowing of the resin, blackish browning of the screw, and dirt have occurred. The yellowing of the resin is due to oxidative degradation of the resin due to air brought in from the raw material system. A single screw extruder can be compressed into a resin, and if used together with a vent, yellowing can be prevented by “squeezing and removing” air, which is superior to a twin screw extruder.
However, since the single screw extruder is inferior to the twin screw extruder in mixing performance, it is necessary to install 2 to 4 mixing bands, preferably 4 bands, on the screw.
Further, in order to prevent blackening of the screw and prevention of contamination, it is necessary to set the screw diameter to groove pitch ratio to 100 to 30 to 60 and fill the resin into the screw groove to “prevent burning”. Single screw extruders are much easier to clean and reassemble dirty screws than twin screw extruders.

次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。まず、評価方法は以下の通りである。
(1)固有粘度:PETおよび系PETポリエステルについては、1,1,2,2−テトラクロロエタンとフェノールの等重量の混合溶媒を使用し、キャノンフエンスケ粘度計で25℃にて測定した。
(2)MFR:JIS K7210の条件20に従い、PETおよびPET系ポリエステルについては、温度280℃、荷重2.16kgの条件にて測定した。
(3)スウェル:MFR用のメルトインデクサーを用い、温度280℃、荷重2.16kgの条件で垂れ流し、サンプルが2.0cm垂れたところでカットし、下端から5.0mmのところの直径を測定し、下記の計算式により算出した。
スウェル(%)=[(直径の平均値−2.095)/2.095]×100
(4)分子量:PET系ポリエステルについては、GPC法により下記の条件で測定した。
(本体)昭和電工社製SYSTEM−21、(カラム)Shodex KF−606M(2本)サンプル、リファレンス側とも、(溶剤)ヘキサフロロイソプロピルアルコール、(カラム温度)40℃、(注入量)20μl、流量:0.6ml/分、(ポリマー濃度)0.15重量%、(検出器)Shodex RI−74、(分子量換算スタンダード)PMMA:Shodex M−75
(5)DSCの測定:セイコー電子製DSC220を使用し、サンプル5−15mg、窒素50ml/分、昇温速度10℃/分、20−300℃で測定した。
(6)機械的物性の測定:本発明のフィルムの引張試験は、JIS K7113に従い、テンシロンを使用し、引張速度50〜500mm/分で行った。
(7)溶融粘度:スウェーデン国REOLOGICA社製DynAlyser DAR−100を使用し、2cm角×厚さ2mmの試験片を窒素雰囲気下280℃でホットプレート間のねじり振動を加えることにより測定した。
Next, the present invention will be described in detail based on examples. First, the evaluation method is as follows.
(1) Intrinsic Viscosity: For PET and PET-based polyester, an equal weight mixed solvent of 1,1,2,2-tetrachloroethane and phenol was used and measured at 25 ° C. with a Canon Fünsch viscometer.
(2) MFR: According to the condition 20 of JIS K7210, PET and PET-based polyester were measured under the conditions of a temperature of 280 ° C. and a load of 2.16 kg.
(3) Swell: Using a melt indexer for MFR, swelled under conditions of a temperature of 280 ° C. and a load of 2.16 kg, cut the sample when it dropped 2.0 cm, and measured the diameter at 5.0 mm from the lower end. It was calculated by the following formula.
Swell (%) = [(average diameter−2.095) /2.095] × 100
(4) Molecular weight: The PET polyester was measured by the GPC method under the following conditions.
(Main body) Showa Denko System-21, (Column) Shodex KF-606M (2) Sample, both reference side (Solvent) Hexafluoroisopropyl alcohol, (Column temperature) 40 ° C, (Injection volume) 20 µl, Flow rate : 0.6 ml / min, (polymer concentration) 0.15% by weight, (detector) Shodex RI-74, (molecular weight conversion standard) PMMA: Shodex M-75
(5) Measurement of DSC: DSC220 manufactured by Seiko Denshi was used, and measurement was performed at a sample of 5-15 mg, nitrogen of 50 ml / min, a heating rate of 10 ° C./min, and 20-300 ° C.
(6) Measurement of mechanical properties: The film of the present invention was subjected to a tensile test according to JIS K7113 using Tensilon at a tensile speed of 50 to 500 mm / min.
(7) Melt viscosity: Measured by applying torsional vibration between hot plates at 280 ° C. in a nitrogen atmosphere using a DynAlyser DAR-100 manufactured by REOLOGICA, Sweden, under a nitrogen atmosphere at 280 ° C.

[製造例1〜2:結合剤マスターバッチd1〜d2]
製造例1:ベルストルフ製二軸押出し機、口径43mm、L/D=43、3段油封式真空引きを使用し、よのペットボトルリサイクル(株)のクリアフレーク(PETボトルの回収品、固有粘度0.73dl/g、MFR40.4g/10分、スウエル−10%)を120℃で約12時間熱風乾燥した)100重量部を、設定温度260〜270℃、スクリュー回転数150rpm、第1ベント約−600mmHg、第3ベント約−670mmHg、樹脂自動供給速度35Kg/hで押出しながら、第2ベント孔より結合剤として2官能エポキシ化合物(Dと略称)であるエチレングリコール・ジグリシジルエ−テル(共栄社化学(株)のエポライト40E、エポキシ当量135g/eq、淡黄色液体)15重量部を定量ポンプで注入混合した。ダイスの穴径3.5mmから流出する5本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られた熱いペレットの夫々の100Kgを40℃で約0.5時間熱風乾燥して防湿袋(紙/アルミ/ポリエチレン3層)に保管した(結合剤マスターバッチd1:2官能/3官能・比率T/D=0/100、有効結合剤0.130wt.%)。
[Production Examples 1-2: binder master batches d1-d2]
Production Example 1: Berstorf twin screw extruder, caliber 43 mm, L / D = 43, 3-stage oil-sealed vacuum puller, clear bottle flakes from Yoshino PET Bottle Recycle Co., Ltd. 0.73 dl / g, MFR 40.4 g / 10 min, swell-10%) was dried with hot air at 120 ° C. for about 12 hours, 100 parts by weight were set at a temperature of 260 to 270 ° C., a screw speed of 150 rpm, and a first vent of about While extruding at -600 mmHg, a third vent of about -670 mmHg, and an automatic resin feed rate of 35 kg / h, a bifunctional epoxy compound (abbreviated as D) as a binder from the second vent hole is an ethylene glycol diglycidyl ether (Kyoeisha Chemical ( Epolite 40E, epoxy equivalent 135g / eq, light yellow liquid) 15 parts by weight was injected and mixed with a metering pump. . Five strands flowing out from a die hole diameter of 3.5 mm were cooled with water and cut into pellets by a rotary cutter. 100 kg of each of the obtained hot pellets was dried with hot air at 40 ° C. for about 0.5 hours and stored in a moisture-proof bag (paper / aluminum / polyethylene three layers) (binder master batch d1: bifunctional / 3 functional ratio) T / D = 0/100, effective binder 0.130 wt.%).

製造例2:同様にして、エチレングリコール・ジグリシジルエ−テル50重量部に、3官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル(Tと略称、共栄社化学(株)のエポライト100MF、エポキシ当量150g/eq、淡黄色液体)50重量部の混合物15重量部を定量ポンプで注入した。ダイスの穴径3.5mmから流出する5本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。同様に熱風乾燥して防湿袋(紙/アルミ/ポリエチレン3層)に保管した(結合剤マスターバッチd2:T/D=50/50、有効結合剤0.130wt.%)。  Production Example 2: Similarly, trifunctional trimethylolpropane triglycidyl ether (abbreviated as T, Epolite 100MF of Kyoeisha Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent 150 g / eq, 50 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (Yellow liquid) 50 parts by weight of a mixture of 15 parts by weight was injected with a metering pump. Five strands flowing out from a die hole diameter of 3.5 mm were cooled with water and cut into pellets by a rotary cutter. Similarly, it was dried with hot air and stored in a moisture-proof bag (paper / aluminum / polyethylene three layers) (binder master batch d2: T / D = 50/50, effective binder 0.130 wt.%).

[製造例3:触媒マスターバッチf1]
粉末状触媒のステアリン酸リチウム25重量部とステアリン酸ナトリウム25重量部に滑剤およびマスターバッチの基材としてのステアリン酸カルシウム50重量部を加えた。これらの粉末状複合触媒をタンブラーで均一になるまで混合した(粉末状複合触媒マスターバッチf1:Li/Na/Ca=25/25/50)。
[Production Example 3: Catalyst master batch f1]
50 parts by weight of calcium stearate as a base material for the lubricant and masterbatch was added to 25 parts by weight of lithium stearate as a powdered catalyst and 25 parts by weight of sodium stearate. These powdery composite catalysts were mixed with a tumbler until uniform (powdered composite catalyst master batch f1: Li / Na / Ca = 25/25/50).

[2軸押出機による高分子量・高熔融張力PET樹脂P1の造粒例]
よのペットボトルリサイクル(株)のクリアフレーク(PETボトルの回収品、PET99.9%、固有粘度0.72dl/g、MFR57g/10分、スウェル −10%、分子量Mn11,500、Mw27,800、MW/Mn=2.4、280℃のゼロシェア−粘度700poise)の熱風乾燥品(水分150ppm)100重量部、2官能(D)のエチレングリコール・ジグリシジルエ−テルのマスターバッチd1(製造例1;T/D比=0/100):4重量部(結合剤有効量0.52重量部)と3官能(T)のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテを含むマスターバッチd2(製造例2;T/D比=50/50):4重量部(有効量0.52重量部)、白色粉末状複合触媒マスターバッチf1(製造例3:Li/Na/Ca=25/25/50)0.15重量部をタンブラーミキサーで5分間混合した。(株)池貝の二軸押出機PCM−70、口径70mm、L/D=37、3ベント方式の油封式真空ラインを使用し、設定温度270〜280℃、スクリュー回転数100rpm、第1ベント約0.096Mpa、第2と第3ベント約0.098MPa、自動供給速度50Kg/hで押出しながら脱水・脱気・混合により反応させた。
当初、孔径6mm×5本ノズルのダイスを使用したら、両端ストランド2本が不安定になり、カールしたりサージングしたりして不安定になり、時々切れて落下した。真鍮のピンで封鎖したら、3本ストランドの両端2本が同様にまた不安定になり、やはりカールしたりして時々切れて落下した。
次に、孔径2mm×10本ノズルのダイスに取り換えたら、造粒運転が安定した。ストランドを水中に押出し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを140℃で約3.5時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。回収ペットボトルを原料とする本発明の高分子量・高熔融張力PETペレットP1は、黄白色で、MFR平均2.6g/10分(IV値0.99)、スウェル140%、280℃のゼロシェア−粘度12万poiseであり、収量が約300Kgであった。
[Granulation example of high molecular weight, high melt tension PET resin P1 by a twin screw extruder]
Clear Flakes from Yono PET Bottle Recycle Co., Ltd. (PET bottle recovered product, PET 99.9%, intrinsic viscosity 0.72 dl / g, MFR 57 g / 10 min, swell -10%, molecular weight Mn 11,500, Mw 27,800, 100 parts by weight of a hot-air dried product (water content 150 ppm) having a MW / Mn = 2.4, a zero share at 280 ° C. and a viscosity of 700 poise, a bifunctional (D) ethylene glycol diglycidyl ether master batch d1 (Production Example 1; T / D ratio = 0/100): masterbatch d2 containing 4 parts by weight (effective amount of binder: 0.52 parts by weight) and trifunctional (T) trimethylolpropane / triglycidylate (Production Example 2; T / D) Ratio = 50/50): 4 parts by weight (effective amount 0.52 parts by weight), white powdery composite catalyst master batch f1 (Production Example 3: Li / N) a / Ca = 25/25/50) 0.15 part by weight was mixed with a tumbler mixer for 5 minutes. Ikekai's twin screw extruder PCM-70, caliber 70 mm, L / D = 37, using a 3-vent oil-sealed vacuum line, set temperature 270-280 ° C., screw rotation speed 100 rpm, about 1st vent The reaction was carried out by dehydration, deaeration and mixing while extruding at 0.096 MPa, the second and third vents at about 0.098 MPa, and an automatic feed rate of 50 kg / h.
At first, when a die having a hole diameter of 6 mm × 5 nozzles was used, two strands at both ends became unstable, became unstable due to curling or surging, and sometimes cut and dropped. When sealed with a brass pin, the two ends of the three strands were similarly unstable again, curling again, and occasionally cut and dropped.
Next, when the die was replaced with a 2 mm × 10 nozzle die, the granulation operation was stabilized. The strand was extruded into water and cut into pellets with a rotary cutter. The obtained pellets were dried with hot air at 140 ° C. for about 3.5 hours and stored in a moisture-proof bag. The high molecular weight and high melt tension PET pellet P1 of the present invention using a recovered PET bottle as a raw material is yellowish white, MFR average 2.6 g / 10 min (IV value 0.99), swell 140%, zero share of 280 ° C.− The viscosity was 120,000 poise and the yield was about 300 kg.

実施例2〜3Examples 2-3

[単軸押出機による高分子量・高熔融張力樹脂P2〜P3の造粒例]
実施例2:よのペットボトルリサイクル(株)のクリアフレーク(PETボトルの回収品、固有粘度0.74dl/g、MFR40g/10分、スウェル −10%)の除湿空気乾燥品(水分50ppm)100重量部、2官能(D)のエチレングリコール・ジグリシジルエ−テルと3官能(T)のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテを含むマスターバッチd2(製造例2;T/D比=50/50):5.5重量部(有効量0.715重量部)、粉末状複合触媒マスターバッチf1(製造例3:Li/Na/Ca=25/25/50)0.20重量部、安定剤イルガノックスB225:0.1重量部、流動パラフィン:0.05重量部をスーパーミキサーで2分間混合した。
(株)星プラスチックの単軸押出機(口径100mm、ビッチ比43の圧縮型スクリュー、L/D18=換算32)を使用し、スクリュー回転数20rpm、原料混合物供給速度40Kg/h、シリンダー中央部1ベント式、シリンダー設定温度240〜320℃で反応押出しを開始した。ダイスに10mm間隔にて内径3.5mm、肉厚0.5mm、突出長さ7mm、5本のノズルを斜め下方向に突出させ、ストランドの互着を防止した。ノズルは、ダイスへのねじ込み式とした。
ストランドを水冷し回転式ファンカッターで切断して円柱状ミニペレットにした。得られた無色透明ペレットを140℃で約3.5時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。回収ペットボトルを原料とする本発明の高溶融張力ペットP2は、MFRの経時変化が5.4g/10分(1時間後)、8.4g/10分(2時間後)、11.5g/10分(3時間後)であり、明らかに「MFRの上昇現象」を示した。
[Granulation example of high molecular weight, high melt tension resins P2 to P3 by single screw extruder]
Example 2: Deodorized air-dried product (moisture 50 ppm) of clear flake from Yono PET Bottle Recycle Co., Ltd. (collected PET bottle, intrinsic viscosity 0.74 dl / g, MFR 40 g / 10 min, swell -10%) 100 Master batch d2 containing parts by weight, bifunctional (D) ethylene glycol diglycidyl ether and trifunctional (T) trimethylolpropane triglycidyl ether (Production Example 2; T / D ratio = 50/50): 5 0.5 part by weight (effective amount 0.715 part by weight), powdered composite catalyst master batch f1 (Production Example 3: Li / Na / Ca = 25/25/50) 0.20 part by weight, stabilizer Irganox B225: 0.1 parts by weight, liquid paraffin: 0.05 parts by weight were mixed with a super mixer for 2 minutes.
Using a single-screw extruder (star diameter: 100 mm, Bitch ratio 43 compression type screw, L / D18 = 32), Hoshi Plastics Co., Ltd., screw rotation speed 20 rpm, raw material mixture feed rate 40 kg / h, cylinder center 1 Reaction extrusion was started at a vent type and a cylinder set temperature of 240 to 320 ° C. The die was protruded obliquely downward at an inner diameter of 3.5 mm, a wall thickness of 0.5 mm, a protruding length of 7 mm, and a die at an interval of 10 mm to prevent strands from sticking together. The nozzle was screwed into the die.
The strand was cooled with water and cut with a rotary fan cutter to form cylindrical mini-pellets. The obtained colorless and transparent pellets were dried with hot air at 140 ° C. for about 3.5 hours and stored in a moisture-proof bag. The high melt tension pet P2 of the present invention using a recovered PET bottle as a raw material has an MFR change with time of 5.4 g / 10 minutes (after 1 hour), 8.4 g / 10 minutes (after 2 hours), 11.5 g / It was 10 minutes (after 3 hours), and clearly “an increase in MFR”.

実施例2:次に、ホッパー下のスクリューからホッパー内を貫通してホッパー上まで1インチ径の銅製導管を設置し、上記と同様に造粒運転を実施した。得られた高溶融張力ペットP3は、MFRの経時変化が5.5g/10分(1時間後)、6.1g/10分(2時間後)、5.3g/10分(3時間後)であり、明らかに長期的に安定していた。本発明の高分子量・高熔融張力PETペレットP3の3時間後のペレットは、乾燥後に白色で、スウェル55%、280℃のゼロシェア−粘度18万poiseであり、収量が約40Kgであった。  Example 2 Next, a 1-inch diameter copper conduit was installed from the screw under the hopper through the hopper to the top of the hopper, and the granulation operation was performed in the same manner as described above. The obtained high melt tension pet P3 has an MFR change with time of 5.5 g / 10 minutes (after 1 hour), 6.1 g / 10 minutes (after 2 hours), 5.3 g / 10 minutes (after 3 hours). Clearly stable over the long term. The pellets after 3 hours of the high molecular weight and high melt tension PET pellets P3 of the present invention were white after drying, had a swell of 55%, a zero share of 280 ° C. and a viscosity of 180,000 poise, and the yield was about 40 kg.

本発明の高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル造粒ペレットは、従来のPET樹脂では成形が困難な、発泡体、チューブラー法フィルム、ダイレクトブロー法ボトル、パイプなどの新成形品を可能とした。従って、包装フィルム、産業資材などの日用品、土木建築、電子電機、自動車車両内装材等の分野に有用である。
また、大量に発生する回収PETボトルを原料として大量かつ有効に利用できるので、社会的に極めて有益である。更に、使用後に焼却処理したとしてもポリエチレンやポリプロピレンと比較して燃焼発熱量が低くて焼却炉を損傷することが少なく、有毒ガスの発生もない。
The high melt tension polyethylene terephthalate-based polyester granulated pellets of the present invention enable new molded products such as foams, tubular method films, direct blow method bottles and pipes, which are difficult to be molded by conventional PET resins. Therefore, it is useful in fields such as packaging materials, daily necessities such as industrial materials, civil engineering architecture, electronic electrical machinery, and automobile interior materials.
In addition, since a large amount of collected PET bottles generated in large quantities can be used effectively as a raw material, it is extremely beneficial to society. Furthermore, even if incineration is performed after use, the calorific value of combustion is low compared to polyethylene and polypropylene, and the incinerator is less likely to be damaged, and no toxic gas is generated.

Claims (4)

A成分:ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル100重量部、
B成分:結合剤として分子内に2個のエポキシ基を含有する化合物a対分子内に3個以上のエポキシ基を含有する化合物bの重量比が95〜40対5〜60の混合物0.1〜2重量部、
C成分:触媒として有機酸の金属塩0.05〜1重量部
から構成される原料混合物Dを、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによって、JIS法(280℃、荷重2.16Kg)のメルトフローレート20g/分以下およびスウェル1〜200%とした高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを特定条件にて長期安定的にペレット化することを特徴とする連続造粒装置。
Component A: 100 parts by weight of polyethylene terephthalate polyester
Component B: Mixture in which the weight ratio of compound a containing 2 epoxy groups in the molecule to compound b containing 3 or more epoxy groups in the molecule as a binder is 95-40 to 5-60 0.1 ~ 2 parts by weight,
Component C: A raw material mixture D composed of 0.05 to 1 part by weight of a metal salt of an organic acid as a catalyst is melted at a temperature equal to or higher than its melting point and uniformly reacted by reactive extrusion while degassing and dehydrating under vacuum. By high-strength polyethylene terephthalate polyester having a melt flow rate of 20 g / min or less and a swell of 1 to 200% according to JIS method (280 ° C., load 2.16 Kg), pelletized stably for a long time under specific conditions. A continuous granulator characterized by.
反応押出機のスクリューに原料混合物Dを供給するホッパー内に水蒸気を大気中に放出する導管を設置することにより、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを長期安定的にペレット化することを特徴とする請求項1に記載の連続造粒装置。  A high melt tension polyethylene terephthalate polyester is stably pelletized for a long period of time by installing a conduit for releasing water vapor into the atmosphere in a hopper that supplies a raw material mixture D to a screw of a reaction extruder. Item 2. The continuous granulator according to Item 1. 反応押出機のダイスに内径1〜5mm、突出長0.5〜10mmのノズルを設置することにより、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを長期安定的にペレット化することを特徴とする請求項1または2に記載の連続造粒装置。  The high melt tension polyethylene terephthalate-based polyester is pelletized stably for a long period of time by installing a nozzle having an inner diameter of 1 to 5 mm and a protrusion length of 0.5 to 10 mm in a die of a reaction extruder. 2. The continuous granulator according to 2. 反応押出機の単軸式スクリューとして口径対溝ピッチ比100対30〜60、混合帯2〜4帯を使用することにより、高溶融張力ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルを長期安定的にペレット化することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の連続造粒装置。  A high-melting-strength polyethylene terephthalate-based polyester is stably pelletized over a long period of time by using a caliber / groove pitch ratio of 100 / 30-60 and a mixing zone of 2-4 as a single screw of a reaction extruder. The continuous granulation apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ES2293859A1 (en) * 2007-09-28 2008-03-16 Plasticos Hidrosolubles, S.L. Method for preparation of polyethenol pellets of high fluidity

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