JP3464489B2 - フラッシュタンク脱蔵を用いる溶融成形で直接低アセトアルデヒド含量のポリエステル成形品を成型する装置及び方法 - Google Patents

フラッシュタンク脱蔵を用いる溶融成形で直接低アセトアルデヒド含量のポリエステル成形品を成型する装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はポリエステル成形品を成型する装置及び方法
に関する。更に詳しくは、本発明は、フラッシュタンク
での脱蔵（揮発分除去）を利用して、アセトアルデヒド
の含量の少ないポリエステル成形品を成型する装置及び
方法に関する。
発明の背景 ポリエステルは、繊維、成型物、フィルム、シート、
食品用トレイ、並びに、食品及び飲料の容器の製造に広
く用いられている。これらのポリエステルは、一般に、
この技術分野においてよく知られた溶融相重合反応によ
り製造する。その後の押出又は成型操作のために、生成
したポリエステルをペレット化することは、この技術分
野で通常の行われていることであるが、その操作ではペ
レット化ポリエステルの再溶融が必要となる。しかしな
がら、溶融相でポリエステルを処理する間に、ある種の
望ましくない副生物が生成する。そのような副生物の一
つは、重合及びその後のポリエステル溶融処理の間に、
副生物として継続的に生成するアセトアルデヒドであ
る。アセトアルデヒドは、食品及び飲料の容器の中に存
在するときに、食品及び飲料製品を汚染することが知ら
れている。従って、アセトアルデヒド含量が低水準又は
ゼロ水準の成型ポリエステル容器を製造することが望ま
しい。
ポリエステルポリマーを製造するためには、三段法が
一般に用いられてきた。この方法は、典型的には、当該
技術分野で公知の、溶融相重合技法により低分子量ポリ
エステル前駆体を調製することを含んでいる。この前駆
体は、次いでペレット化され固相重合される。典型的に
は、固相重合の間、ペレットからのアセトアルデヒド及
びその他の副生物を除去するために不活性ガスが用いら
れ、約1ppm又はそれより少ない低アセトアルデヒド含量
のペレットが製造される。しかしながら、このペレット
が再溶融され成型物に成形されるとき、ポリエステル中
のアセトアルデヒド含量は、約8ppm〜約10ppm又はそれ
より多い望ましくないレベルにまで増加する。従って、
アセトアルデヒド含量の低いポリエステル成形品を製造
する更に有効な方法が望まれている。
米国特許第5,597,891号には、溶融ポリエチレンテレ
フタレート（PET）のアセトアルデヒド含量を、その溶
融ポリエステルに不活性ガスを混合することにより、食
品包装物品に直接用いるに適するレベルにまで低下させ
る、改良された方法が記載されている。この方法におい
ては、連続スクリュー搬送機、例えば一軸又は多軸押出
機などの排気により揮発分の除去が起こる。米国特許第
4,734,243号には、材料を連続的に可塑化して複数の射
出装置に順次供給する可塑化装置が装備されたプラスチ
ック用射出成形機について記載されている。ドイツ特許
第19505680号及び米国特許第5,656,221号には、不活性
ガスがポリエステル溶融物の流れの中に導入されること
による、溶融物から瓶の予備成形物の製造方法が記載さ
れている。この方法ではベント付き押出機で揮発分の除
去が起こる。米国特許第5,656,719号には、熱可塑性ポ
リエステルから如何なる風味も移ることのない成型包装
物の直接製造について記載されている。不活性ガスは据
え付けのパイプラインミキサーによってポリエステル中
に分散し、ポリエステルは拡張されたパイプの部分で減
圧下に脱気される。
特開平５−315154号には、それにより該ポリマー中に
存在する揮発分が気化し除去される、水の注入、分散、
泡立て及び脱気のための方法及び装置が記載されてい
る。ヨーロッパ特許公開第0525748A1号には、ポリマー
スラリーから炭化水素を除去する方法及び装置が記載さ
れている。米国特許第3,470,070号には、水素化ポリブ
タジエンからヘキサンが除去される同様の手順が記載さ
れている。米国特許第3,458,494号には、ポリエチレン
からシクロヘキサンを除去するフラッシュタンク装置が
記載されている。廃水はノズルを通してフラッシュタン
ク中にフラッシュされ、そこで熱交換板に接触してその
溶媒が揮発する。米国特許第3,476,736号には、ポリオ
レフィン類での排気押出機による溶媒回収について記載
されている。米国特許第5,380,822号及び同第5,350,813
号には、水又は適当な凝集性流体を溶融物中に注入し、
排水をフラッシュタンクに通すことによりポリマー中に
残留するモノマーを除去する方法が記載されている。米
国特許第5,543,495号には、不活性ガスが高温の縮合ポ
リマー溶融物中に注入される方法が記載されている。米
国特許第3,989,677号には、溶融物を水又は蒸気で処理
してベント付き押出機で脱蔵することによる、ポリアミ
ド製造の改良方法が記載されている。米国特許第4,728,
701号には、重合後のアクリレートポリマーから溶媒及
びモノマーを除去するため、フラッシュタンクでの脱蔵
が使用されることについて記載されている。米国特許第
4,294,652号には、多数の槽又は段を利用する改良され
た脱蔵器（devolatilizer）について記載されている。
Johnson,John M.（Popular Plastics and Packagin
g、1994年４月、第59頁）は、ベント付き押出機及びフ
ラッシュタンクを含む、脱蔵のための多くの手段につい
て論じている。この方法は、ポリエステルが重合され、
次いで所望の形に成型される前に溶融物から直接揮発分
が除去される、成型までの溶融物の工程に対してより
も、むしろペレット化されたポリマーの処理に対して適
用されている。Mack,M.H.ら（Proceedings of ANTEC'9
3,SPE、第1060頁）は、排気一軸押出機を用いてLDPE中
の残留炭化水素を除去するに際してのいろいろな除去剤
の効果について記載している。Meister,B.J.ら（Ind.En
g.Chem.Res.28、1989年、第1659頁）は、工業用ポリス
チレンラインにおいて揮発分除去をフラッシュタンクで
行うことについて開示している。除去剤については教示
されていない。
本発明は、アセトアルデヒド含量が少ないポリエステ
ル成形品を製造する改良装置及び方法を提供する。本発
明の実施において、溶融ポリエステルは、ポリエステル
前駆体が連続的に反応し、そしてポリエステルに対して
不活性なアセトアルデヒド除去剤をその溶融物中に圧力
下に注入することによって調製する。ポリエステルは次
いで、減圧下にフラッシュタンク中で蒸発物を除去し、
そして溶融物から直接成型品に成形される。本発明の装
置及び方法は、ペレット化ポリエステルの再処理という
コストのかかる工程を避け、アセトアルデヒド含量が少
ないことと共に、よりよい色調、高い分子量を有し、且
つ物理的欠陥がより少ない卓越した品質の成形品を形成
する。
発明の要約 本発明は： ａ）ポリエステル前駆体を反応させて、溶融ポリエステ
ルホモポリマー又はコポリマーを生成せしめる手段； ｂ）溶融ポリエステルを、中間固化させることなく、ミ
キサー中に流す手段；アセトアルデヒド除去剤をミキサ
ー中に注入する手段（なおここでミキサーは、超大気圧
下で溶融ポリエステル及びアセトアルデヒド除去剤の混
合物を生成することができる）； ｃ）１つ又はそれ以上のダイを通して、その内部が減圧
状態に保持されているフラッシュタンクの上部に混合物
を流す手段（なおここでダイはそのミキサーに背圧を付
与することができる）；そのフラッシュタンクからの吐
出ガス、蒸気及びアセトアルデヒドを除去する手段；及
び ｄ）集められた脱蔵ポリエステルをフラッシュタンクか
ら取り出し、その脱蔵ポリエステルを成型装置に注入す
る手段、 を含んでなる成型された熱可塑性成形品の製造装置を提
供する。
本発明はまた： ａ）ポリエステル前駆体を反応させて、溶融ポリエステ
ルホモポリマー又はコポリマーを生成せしめ； ｂ）工程（ａ）からの溶融ポリエステルを、中間固化さ
せることなく、ミキサー中に連続的に流し、アセトアル
デヒド除去剤をミキサー中に注入して、アセトアルデヒ
ド除去剤をその溶融樹脂と、超大気圧下に混合すること
により、そのポリエステルとアセトアルデヒド除去剤の
混合物を形成せしめ； ｃ）その混合物を、１つ又はそれ以上のダイを通して、
内部が減圧状態に保持されているフラッシュタンクの上
部に流し、ダイがミキサーに背圧を付与し、またそのフ
ラッシュタンクからの吐出ガス、蒸気及びアセトアルデ
ヒドを除去し；そして ｄ）集められた脱蔵ポリエステルをフラッシュタンクか
ら取り出し、そしてその脱蔵ポリエステルを成型装置に
注入すること、 を含んでなる成型された成形品の製造方法を提供する。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の方法を模式的に表記したものを示
す。
図２は、１つより多い蒸発物除去のラインが用いられ
ている別の態様を模式的に表記したものを示す。
図３は、連続したフラッシュタンクが用いられている
本発明のもう１つの態様を模式的に表記したものを示
す。
好ましい態様の詳細な説明 本発明は、フラッシュタンクでの脱蔵を利用して溶融
ポリエステルポリマーからアセトアルデヒドを除き、必
要に応じて、引き続き直接成型によりアセトアルデヒド
含量が約10ppmより少ない成形品を成型する装置及び方
法を提供する。
本発明の方法は、少なくとも１つのジカルボン酸と少
なくとも１つのグリコールとのエステル化と、それに続
く高分子量ポリエステル生成のための重縮合による公知
の最初のポリエステル生成工程、及びそれに続くポリエ
ステルの成形品への成型を含んでなる。ポリエステルポ
リマーは、溶融相においてモノマーから調製され、少な
くとも１つの成型機又はその他の成形機に、その成型機
投入前にポリエステルを固化させずに、直接供給され
る。
本発明の実施において、ポリエステル組成物が調製さ
れるが、それは二塩基酸、例えばジカルボン酸、又はそ
の低級アルキルジエステルと、グリコールとを縮合させ
ることにより製造することができる。ポリエステルを生
成するために採用できるジカルボン酸及びその低級アル
キルジエステルには、テレフタル酸、イソフタル酸、フ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、セバシン
酸、アジピン酸、アゼライン酸、二安息香酸、ヘキサヒ
ドロフタル酸及びビス−ｐ−カルボキシフェノキシエタ
ンがある。非常に有用なナフタレンジカルボン酸には、
2,6−、1,4−、1,5−又は2,7−異性体が含まれるが、1,
2−、1,3−、1,6−、1,7−、1,8−、2,3−、2,4−、2,5
−及び／又は2,8−異性体もまた使用可能である。二塩
基酸は約２〜約40の炭素原子を含むことができ、イソフ
タル酸、アジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、フマル酸、ダイマー酸、シス−もしくはトラン
ス−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレンジ
カルボン酸の各種の異性体等を含んでいてよい。好まし
い二塩基酸には、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタ
レンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸及びそ
れらの混合物が含まれる。二塩基酸は、酸の形態で、酸
無水物の形態で又はそれらのエステル、例えばジメチル
エステルとして使用することができる。１つもしくはそ
れ以上のこれらの酸及び／又はそれらの低級アルキルジ
エステルは、約３〜約10の炭素原子を有するグリコール
を含み、そしてエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、1,4−
シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール、ネオペンチルグリコール等を含む１つもしくは
それより多くのグリコールと反応する。1,4−シクロヘ
キサンジメタノールはシス−もしくはトランス−の形態
であってもよく、又はシス／トランス混合物としてであ
ってもよい。好ましいグリコールには、エチレングリコ
ール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレン
グリコール及びそれらの混合物が含まれる。１つ又はそ
れ以上のジエステルが、１つ又はそれ以上のグリコール
と反応することができるので、本発明のポリエステルフ
ィルムは、ホモポリエステルのみに限られるものではな
く、混合ポリエステル、例えばその他のモノマーとのコ
ポリマー並びにコポリエステルが含まれる。
本発明において特に有用なポリマーは、ポリ（エチレ
ンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレンジカル
ボキシレート）及び、約50モル％までの変性二塩基酸及
び／又はグリコールを含有するコポリエステルを含む。
本発明が想定する範囲内のポリエステルのうち、好まし
いものは少なくとも主成分量のポリエチレンテレフタレ
ートを含むものであり、最も好ましいものはポリエチレ
ンテレフタレートである。ポリエチレンテレフタレート
は、それ自身２つの異なる方法のうちの１つによって中
間体として生成される、ビス−（２−ヒドロキシエチ
ル）テレフタレートの重合により製造されるポリマーか
ら生成される。ビス−（２−ヒドロキシエチル）テレフ
タレートを製造する方法の１つは、米国特許第3,050,53
3号に記載されているように、テレフタル酸のエチレン
グリコールとの直接エステル化によるものである。この
方法における反応の副生物は水であり、反応生成物から
留去される。ビス−（２−ヒドロキシエチル）テレフタ
レートを製造する第２の方法は、テレフタル酸のジアル
キルエステル、好ましくはジメチルテレフタレートのエ
チレングリコールとのエステル交換によるものである。
好ましくは、エチレングリコール２モル割合がジアルキ
ルテレフタレート１モル割合と反応する。より好ましく
は、ジアルキルテレフタレート１モル割合当たり２モル
割合より多いエチレングリコールが使用されるが、これ
はこのような条件下で最初のエステル交換反応がより迅
速、且つ完全に起こるためである。エステル交換反応は
高温度条件下で進められる。例えば、反応混合物のほぼ
沸点から約250℃までの範囲の温度を用いることができ
る。その反応は、大気圧、亜大気圧又は超大気圧で起こ
りうる。エステル交換反応の副生物はアルカノールであ
る。例えば、もしジメチルテレフタレートが使用されれ
ば、メタノールが生成する。アルカノールは次いで反応
生成物から除去される。
反応速度を高めるため、多くの公知の触媒をそのエス
テル交換反応に採用することができる。使用できる典型
的なエステル交換触媒には、チタニウムアルコキシド、
ジブチル錫ジラウラート、及び酸化アンチモンもしくは
三酢酸アンチモンが含まれ、単独で又は組み合わせて、
必要に応じて、亜鉛、マンガン又はマグネシウムの酢酸
塩もしくは安息香酸塩、及び／又は当業者に公知の触媒
物質と共に用いられる。リン及びコバルト化合物もま
た、必要に応じて、反応の始めから存在してもよいし、
また工程における都合のよい如何なる時点で添加されて
もよい。
中間体ビス−（２−ヒドロキシエチル）テレフタレー
トが製造された後、それは、グリコール又は水の除去を
可能にする条件下で、エチレングリコール又は反応混合
物の沸点より高い温度に加熱することにより、ポリエチ
レンテレフタレートに転化させる。所望なら、加熱は、
325℃のような高さの温度であってもよい。加熱の間、
圧力は過剰なグリコール又は水の留去を早めるため低く
される。最終ポリエチレンテレフタレートは、ｏ−クロ
ロフェノール中25℃で測定して、0.3dL/gを超えるイン
ヘレント粘度を有することができる。より好ましくは、
そのポリマーのインヘレント粘度は、ｏ−クロロフェノ
ール中25℃で測定して、約0.4〜約1.0dL/gの範囲であ
る。さらに好ましくは、本発明で使用されるポリエチレ
ンテレフタレートは、ｏ−クロロフェノール中25℃で測
定して、約0.5〜約0.7dL/gのインヘレント粘度を有す
る。本発明のポリマーを含む熱可塑性ポリエステルは、
好ましい融点の範囲約200℃〜約330℃、又はより好まし
くは約220℃〜約290℃、そして最も好ましくは約250℃
〜約275℃を有する。
ポリエステルコポリマーのコモノマーとして用いるの
に適当なものは、アクリル酸及びメタクリル酸の、また
芳香族及び脂肪族ポリオールの、エーテル、エステル、
並びに、部分エステルのような成分である。このような
コモノマーの製造については、当該技術分野ではよく知
られている。
多くの種類の異なる添加物もまた、その最終物品にお
ける望ましい特性の性質に依存して、その溶融物中に加
えることができる。そのような添加物には、これに限定
されるものではないが、着色剤、酸化防止剤、アセトア
ルデヒド低減剤、安定剤、例えばUV及び熱安定剤、衝撃
性改良剤、重合触媒失活剤、溶融強度増強剤、鎖延長
剤、静電防止剤、滑剤、成核剤、溶媒、充填材、可塑剤
等が含まれる。
図１を参照すると、ポリエステルホモポリマー又はコ
ポリマー前駆体は先ず反応器２で重合する。重合後、溶
融したポリエステルは、その溶融ポリエステルを、中間
固化させることなく、導管４を通してミキサー６に流れ
込むが、通常は、一般に約0.5〜約1.0の範囲、より好ま
しい範囲では約0.7〜約0.9のインヘレント粘度（IhV）
を有している。本明細書に使用する「IhV」は、フェノ
ール（60容量％）及びテトラクロロエタン（40容量％）
の混合物100ml中にポリマー0.5gが溶解している溶液で
測定されたポリマーのインヘレント粘度を指す。ミキサ
ー６は、溶融ポリエステルとアセトアルデヒド除去剤と
の混合物を、超大気圧下に生成する。適当なミキサーに
は、静電ミキサー、ギヤーポンプ、一軸又は多軸押出機
が含まれ、それらは全て当該技術分野で公知である。ア
セトアルデヒド除去剤は、ミキサー６中に注入ノズル５
によって約1.0SCF/1b（即ち約0.062m3/kg）ポリマー又
はそれより少ない割合で注入される。ミキサーの活動が
溶融ポリエステル中に小さな気体の泡をたくさん作る。
ポリエステル中に存在するアセトアルデヒド及びその他
の副生物はその気体の中に拡散する。ポリエステルに対
して不活性な適当な除去剤には、窒素、一酸化炭素、C1
〜C4炭化水素、除湿空気及び貴ガスが含まれる。より好
ましい除去剤は一酸化炭素及び窒素である。工程を通じ
て、溶融ポリエステルはポリエステルの融点より高い温
度に保たれているが、好ましくはその融点より約10℃〜
約15℃高い温度を超えない温度に保たれているのがよ
い。好ましいポリエステルの温度は約255℃〜約290℃の
範囲である。
この時点でポリエステル−除去剤混合物が、脱蔵する
ためにフラッシュタンク10に流入する。この脱蔵は、ア
セトアルデヒド、気体、蒸気及びその他の揮発性成分を
溶融ポリエステルから取り除くために減圧条件下に行わ
れる。そのような減圧条件下で圧力低下が溶融発泡物を
生成する。フラッシュタンク10の中で維持される減圧
は、約5mmHg〜約50mmHgの範囲である。混合物は、ミキ
サーからフラッシュタンクに導管８を通って流れフラッ
シュタンク10の上部に、ミキサー６に背圧を与える１つ
又はそれより多くのダイ14を通して流入する。ダイ14
は、必要に応じて、図１に示されるようにマニホールド
形状に配列することができる。ダイ14からの背圧は、除
去剤をミキサー中に保持するために十分なレベルであ
り、約1,000psi〜約3,000psiの範囲である。ダイ14はポ
リエステル−除去剤混合物を多数のストランド、フィラ
メント又はリボンにして押し出し、それらはフラッシュ
タンク10の底に落下すると勢いよく発泡する。混合物の
発泡は、フラッシュタンク10内の減圧とポリエステル内
に同伴された気体との間の大きな圧力差によって生じ
る。ダイ14は、混合物の表面積を最大にするようにその
混合物を押し出すので、その混合物がフラッシュタンク
10の床に落下すると、揮発分がポリエステルからより迅
速に脱出することができる。脱蔵が進むと、フラッシュ
タンク10内に蓄積された気体、蒸気又はアセトアルデヒ
ドはいずれも排気口12を通って放出される。ポリマーは
フラッシュタンクの底で集められ、そしてアセトアルデ
ヒド除去剤が実質的に完全に除去されるように適当な滞
留時間が与えられる。滞留時間は、ポリマーの流れ速度
及びポリマーがダイからタンクの底まで落下するに要す
る時間によって支配される。最も適当な滞留時間は当業
者によって容易に決定されることができる。
脱蔵に続いて、集められたポリエステルは、ライン16
に沿って送入又は注入手段18に送られるが、それは集め
られたポリエステルをフラッシュタンク10の底から抜き
出す抽出スクリューを含んでなるものである。ポリエス
テルは次いで、送入又は注入手段18からライン20に沿っ
て成型装置22に流入し、そこで成形物に成形される。注
入手段18はラムアキュムレータ、ギアーポンプまたは押
出機であることができる。ギヤーポンプは比較的剪断力
が低く且つ滞留時間が短いという利点を有するので、ア
セトアルデヒドの発生をほとんど伴わない。代わりに、
排気押出機も溶融物を抜き出すために使用できるが滞留
時間及びアセトアルデヒドの発生は増大する。特に、全
ての除去剤がフラッシュタンクで除去されていない場
合、排気押出機は１つの最後の脱蔵工程となるという利
点を有する。除去剤を完全に取り除くことを必要とせ
ず、残留アセトアルデヒドが存在するときは、さらに脱
蔵を促進するための第２の除去剤を押出機に添加するこ
とができる。本発明の組成物は、射出成形、気体補助射
出成形、吹込成形、押出熱成形等の方法によって、例え
ば構造部品などの成形物品を製造するのに有用である。
その物品はまた、商品を包装するのに適した物品、又は
包装されて販売されることのできるペレット化ポリエス
テルを含むことができる。成型は一般に、ラムアキュム
レータのような装置で、すなわち商品として入手可能な
成型機、例えば150トンシンシナティ（Cincinnati）成
型機で行われることができる。ラムアキュムレータの使
用に際しては、それらが２つ１組になって配列されてい
ることが好ましい。ラムの１つが満たされると、バルブ
が閉じてそのラムが溶融ポリエステルを型に押し込み、
そこでそれが固化するまで冷却され、その時点で排出さ
れる。１つのアキュムレータラムがポリマーを型に注入
している間に、もう一方は溶融物の流れで満たされつつ
ある。そのアキュムレータは、充填されることと次いで
ポリマーを型に注入することとを交互に行う。成形物中
の最終的なアセトアルデヒドの濃度は、好ましくは約5p
pmより少なく、より好ましくは約3ppmより少ない。
図３は本発明のもう１つの態様を示している。直接フ
ラッシュタンク10から送入又は注入手段18に連続的に流
れる代わりに、ポリエステルは、ポリエステル中のアセ
トアルデヒド含量をさらに減らすためのさらなる脱蔵の
ために、必要に応じて、最初のフラッシュタンクと同じ
減圧条件に保持されている第２のフラッシュタンク44に
流入することができる。流入又は注入手段18は抽出スク
リューを含んでなることができる。この態様において、
ポリエステルはフラッシュタンク10から、抽出スクリュ
ーを含んでなるものであってもよいライン16に沿って流
れ、１つ又はそれより多いダイ46を通ってフラッシュタ
ンク44の上部に入る。ダイ46は、必要に応じて、図３に
示されているようにマニホールド形状に配列されうる。
２つのフラッシュタンクの間のライン16における送入手
段又は優位の差圧は、一般にポリマーを２つのフラッシ
ュタンクの間を移動させるために必要とされる。また、
この点で追加の除去剤を注入することも必要かも知れな
い。フラッシュタンク44内に蓄積された気体、蒸気又は
アセトアルデヒドはいずれも排気口48を通って放出され
る。このポリマーはフラッシュタンク44の底部に集めら
れ、次にライン60を通してポンプ又は注入手段18に送
り、フラッシュタンク44の底部から集められたポリエス
テルを抜き出す。ポリマーは次いで送入又は注入手段18
からライン20に沿って成型装置22に流入し、そこで前記
のようなプレフォームに形作られる。
図２に示されるような、もう一つの態様において、ポ
リエステルホモポリマー又はコポリマー前駆体は反応器
２で重合された後、溶融されたポリエステルは、必要に
応じて、複数のミキサーに流入することができる。図２
を参照すると、溶融ポリエステルは、その溶融ポリエス
テルを、中間固化させることなく、反応器２からライン
４及び24に沿ってミキサー６及び26に移送することがで
きる。ミキサー６及び26に到達したとき、アセトアルデ
ヒド除去剤を注入ノズル５及び25によってポリエステル
中に注入する。ミキサー６及び26は、溶融ポリエステル
とアセトアルデヒド除去剤との混合物を、超大気圧下で
作成することができる。ポリエステル−除去剤混合物が
ミキサー６及び26で形成されると、混合物はライン８及
び28に沿って、それぞれ減圧状態が保たれているフラッ
シュタンク10及び30の上部に、１つ又はそれよい多いダ
イ14及び34を通って流入する。ミキサー６及び26に背圧
を与えるダイ14及び34は、必要に応じて、マニホールド
形状に配列することができる。ダイ14及び34は、ポリエ
ステルをフィラメント又はリボンに押し出して、フラッ
シュタンク10及び30内の脱蔵の効率を向上させる。フラ
ッシュタンク10及び30内に蓄積された気体、蒸気又はア
セトアルデヒドはいずれも排気口12及び32を通って放出
される。次いでポリエステルはフラッシュタンク10及び
30の底部に集められ、そしてライン16及び36に沿って、
集められたポリエステルをフラッシュタンク10及び30の
底部から抜き出す、送入又は注入手段18及び38に送られ
る。ポリエステルは次いで、送入又は注入手段18及び38
からライン20及び40に沿って成型装置22及び42に流入
し、前記のようにそこでプレフォームに成形される。
異なる脱蔵ラインは、異なる添加物、例えば着色料又
は顔料がそれぞれのミキサーに添加してもよいが、ポリ
マー系は単一の重合反応器からのものである。所定の脱
蔵ラインに追加の反応が求められる場合には、追加の反
応時間を賄うために、ミキサー６又は26としては二軸押
出機が好ましい。IhVの著るしい増大が望まれる場合に
は、長い重合時間及び非常に低い減圧が求められるが、
それには慣用的な押出機は実質的ではない。代わりに重
合反応器は必要とされる。この態様で用いられる除去剤
は反応器の部分、好ましくは反応器の終端部を通して添
加される。
それぞれの、必要に応じた脱蔵ラインはまた、追加の
ポリマー成分を二軸押出混合機に添加して、所望のエス
テル交換レベルのために十分な時間を与えることによ
り、異なるコポリマー、例えばPET/PEN又はPET/PCTを製
造することができる。この追加のポリマー成分は、未ペ
レット化ホモポリマーを用い付随押出機（satellite ex
truder）を介して二軸押出機に供給されることができ、
またフラッシュタンクでの脱蔵の前もしくは後に別の重
合反応器から送入されることもできる。
ポリエステル−除去剤混合物を作成する前に、アセト
アルデヒド低減剤を、必要に応じて、ポリエステル中の
アセトアルデヒドの量を減らすために添加してもよい。
アセトアルデヒド低減剤はまた、脱蔵されたポリエステ
ルに、それがフラッシュタンクから取り出された後、ポ
リエステル中のアセトアルデヒドの量をさらに減少させ
るために、成型の前に添加してもよい。アセトアルデヒ
ド低減剤の合計量を少量にし、過剰なプレフォームの曇
り（hazing）が起こらないようにすることは重要であ
る。ポリマー100 lbs当たりの添加物を約0.5lbより少な
い量にすることが好ましい。好ましアセトアルデヒド低
減剤には、これに限定されるものではないが、ポリアミ
ド及びポリエステルアミドが含まれる。その添加物を完
全にポリマーと混合するように設計された混合の区域が
準備されるべきである。この区域の滞留時間は、典型的
には約20秒より少なくすべきである。
フロントページの続き (72)発明者 シェルビー，マーカス デビッド アメリカ合衆国，テネシー 37663，キ ングスポート，パクトラス ロード 299 (72)発明者 キャロル，マックス ラマー ジュニア アメリカ合衆国，テネシー 37660，キ ングスポート，サセックス ドライブ 1025 (72)発明者 エカート，マイケル ポール アメリカ合衆国，テネシー 37664，キ ングスポート，グランドビュー コート 240 (72)発明者 ウェインホルド，スティーブン アメリカ合衆国，テネシー 37664，キ ングスポート，リッジビュー ストリー ト 3272 (56)参考文献 特開 平８−238643（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開19503053（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08G 63/00 - 63/91 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）ポリエステル前駆体を反応させて、溶
    融ポリエステルホモポリマー又はコポリマーを生成せし
    める手段； ｂ）溶融ポリエステルを、中間固化させることなく、超
    大気圧下に溶融ポリエステル及びアセトアルデヒド除去
    剤の混合物を生成することができる、ミキサー中に流す
    手段；アセトアルデヒド除去剤をミキサー中に注入する
    手段； ｃ）１つ又はそれ以上の、ミキサーに背圧を付与するこ
    とができるダイを通して、内部が減圧状態に保持されて
    いるフラッシュタンクの上部に混合物を流す手段；フラ
    ッシュタンクからの吐出ガス、蒸気及びアセトアルデヒ
    ドを除去する手段；及び ｄ）集められた脱蔵ポリエステルをフラッシュタンクか
    ら取り出し、その脱蔵ポリエステルを成型装置に注入す
    る手段、 を含んでなる成型熱可塑性成形品の製造装置。
  2. 【請求項２】ミキサーが静電ミキサー、ギアポンプ、一
    軸押出機又は多軸押出機を含んでなる請求項１に記載の
    装置。
  3. 【請求項３】手段（ｄ）がラムアキュムレータ、ギアポ
    ンプ又は押出機を含んでなる請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】（ｃ）がマニホールド形状に配列された複
    数のダイを含んでなる請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】工程（ａ）からの溶融ポリエステルを、中
    間固化させることなく、複数の、超大気圧下に溶融ポリ
    エステル及びアセトアルデヒド除去剤の混合物を生成で
    きるミキサー中に流す手段；アセトアルデヒド除去剤を
    ミキサー中に注入する手段； ｄ）それぞれの混合物を、１つ又はそれ以上の、ミキサ
    ーに背圧を付与することができる、ダイを通して、内部
    が減圧状態に保持されている複数のフラッシュタンクの
    上部に流す手段；フラッシュタンクからの吐出ガス、蒸
    気及びアセトアルデヒドを除去する手段；及び ｅ）集められた脱蔵ポリエステルをフラッシュタンクか
    ら取り出し、その脱蔵ポリエステルを成型装置に注入す
    る手段、 を含んでなる請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】フラッシュタンクから集められた脱蔵ポリ
    エステルを、その脱蔵ポリエステルを成型装置に注入す
    る前に、少なくとも１つの追加のフラッシュタンクに流
    す手段であって、それぞれ、内部を減圧状態に保持する
    手段を含む追加のフラッシュタンクの上部に１つ又はそ
    れ以上の追加のダイを含む手段；及び、その追加のフラ
    ッシュタンクからの吐出ガス、蒸気及びアセトアルデヒ
    ドを除去する手段、 を含んでなる請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】ａ）ポリエステル前駆体を反応させて、溶
    融ポリエステルホモポリマー又はコポリマーを生成せし
    め； ｂ）工程（ａ）からの溶融ポリエステルを、中間固化さ
    せることなく、ミキサー中に連続的に流し、アセトアル
    デヒド除去剤をミキサー中に注入して、アセトアルデヒ
    ド除去剤をその溶融樹脂と、超大気圧下に混合すること
    により、そのポリエステルとアセトアルデヒド除去剤の
    混合物を形成せしめ； ｃ）混合物を、ミキサーに背圧を付与する１つ又はそれ
    以上のダイを通して、内部が減圧状態に保持されている
    フラッシュタンクの上部に流し、一方、フラッシュタン
    クからの吐出ガス、蒸気及びアセトアルデヒドを除去
    し；そして ｄ）集められた脱蔵ポリエステルをフラッシュタンクか
    ら取り出し、そしてその脱蔵ポリエステルを成型装置に
    注入すること、 を含んでなる成型されたポリエステル成形品の製造方
    法。
  8. 【請求項８】アセトアルデヒド低減剤を工程（ｂ）の前
    に添加して、除去剤との混合物を生成する前にポリエス
    テル中のアセトアルデヒドの量を減少させる請求項７に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】アセトアルデヒド低減剤がポリアミド又は
    ポリエステルアミドを含んでなる請求項８に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】成型の前にさらにアセトアルデヒドの量
    を減少させるために、脱蔵ポリエステルがフラッシュタ
    ンクから取り出された後に、アセトアルデヒド低減剤を
    脱蔵ポリエステルと混合する請求項７に記載の方法。
  11. 【請求項１１】アセトアルデヒド低減剤がポリアミド又
    はポリエステルアミドを含んでなる請求項10に記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】除去剤が、窒素、一酸化炭素、C1〜C4炭
    化水素、除湿空気及び貴ガスからなる群から選ばれる請
    求項７に記載の方法。
  13. 【請求項１３】除去剤が窒素又は二酸化炭素である請求
    項７に記載の方法。
  14. 【請求項１４】溶融ポリエステルに、ポリマー1kg当り
    0.062m3又はそれより少ない量の除去剤を注入する請求
    項７に記載の方法。
  15. 【請求項１５】工程（ａ）からの溶融ポリエステルを、
    中間固化させることなく、複数のミキサー中に連続的に
    流し、そしてアセトアルデヒド除去剤をミキサー中に注
    入して、そのアセトアルデヒド除去剤をその溶融樹脂と
    超大気圧下で混合することにより、ポリエステルとアセ
    トアルデヒド除去剤の混合物を生成せしめ； ｃ）それぞれの混合物を、ミキサーに背圧を付与する、
    １つ又はそれ以上のダイを通して、内部が減圧状態に保
    持されているフラッシュタンクの上部に流し込み、そし
    てフラッシュタンクからの吐出ガス、蒸気及びアセトア
    ルデヒドを除去し；そして ｄ）集められた脱蔵ポリエステルをフラッシュタンクか
    ら取り出し、そしてその脱蔵ポリエステルを複数の成型
    装置に注入すること、 を含んでなる請求項７に記載の方法。
  16. 【請求項１６】ダイからの背圧が1,000〜3,000psiであ
    る請求項７に記載の方法。
  17. 【請求項１７】溶融ポリエステルの温度が255℃〜290℃
    の範囲である請求項７に記載の方法。
  18. 【請求項１８】フラッシュタンクの減圧が5mmHg〜50mmH
    gの範囲である請求項７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】集められた脱蔵ポリエステルを成型装置
    に注入する前に、１つ又はそれ以上の追加のダイを通し
    て、内部が減圧状態に保持されている少なくとも１つの
    追加のフラッシュタンクの上部に導流し、吐出ガス、蒸
    気及びアセトアルデヒドをその追加のフラッシュタンク
    から除去する 工程を含んでなる請求項７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】混合物をマニホールド形状に配列された
    複数のダイを通して流すことを含んでなる請求項７に記
    載の方法。
JP54082298A 1997-03-20 1998-03-19 フラッシュタンク脱蔵を用いる溶融成形で直接低アセトアルデヒド含量のポリエステル成形品を成型する装置及び方法 Expired - Fee Related JP3464489B2 (ja)

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