JP5059085B2 - エチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法 - Google Patents
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Description
また、前記エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量が3〜70モル%、ケン化度が80モル%以上であることが好適である。
また、溶融状態で切断して得られたペレットを水分率が1重量%以下になるように乾燥させるエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法も好適な実施態様である。
沸点が100℃以下のアルコールとしてはメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、t−ブチルアルコール等が例示されるが、特にメチルアルコールが好ましい。
(1)温度;20〜90℃、好ましくは40℃〜70℃。
(2)時間;2〜15時間、好ましくは3〜11時間。
(3)重合率;仕込みビニルエステルに対して10〜90%、好ましくは30〜80%。
(4)重合後の溶液中の樹脂分;5〜85%、好ましくは20〜70%。
(5)共重合体中のエチレン含有率;3〜70モル%。好適には10〜60モル%、さらに好適には20〜55モル%、最適には25〜55モル%。
(1)前記共重合体溶液濃度;10〜50%
(2)反応温度;30〜65℃
(3)触媒使用量;0.02〜1.0当量(ビニルエステル成分当り)
(4)時間;1〜6時間
なお、上記ケン化後のEVOH溶液はアルコール溶液のみならず、必要に応じて水等の他の溶媒を添加した混合溶媒の溶液であっても構わない。水を加える方法は前述の先行技術に記載された方法などを挙げることができる。
かかる組成の含水組成物を得るためには、上記ケン化後のEVOH溶液からアルコール分を除き、必要に応じて水分を補充しなければならない。そのための手法は特に限定されるものではないが、エチレン−ビニルアルコール共重合体100重量部に対し、沸点が100℃以下のアルコールを50重量部以上含有するエチレン−ビニルアルコール共重合体溶液を容器に導入し、前記容器内で水蒸気と接触させて前記アルコールを水蒸気とともに導出し、エチレン−ビニルアルコール共重合体100重量部に対し、前記アルコールを0〜10重量部、水を10〜500重量部含有するエチレン−ビニルアルコール共重合体含水組成物を前記容器から導出する方法が好適な方法として挙げられる。
また、処理容器内の圧力は、あまり低いと、アルコールの除去効率が悪く、また、あまり高いと、処理容器内のEVOH溶液の温度が上昇してEVOHの熱劣化が生じやすくなるため、1〜6kg/cm2、好ましくは、1.5〜5kg/cm2、さらに好ましくは、2〜4kg/cm2で実施するのが好ましい。
EVOHは、常圧下、例えば60〜70℃程度の温度の水/メタノール混合溶媒に溶解するが、溶媒が水のみの場合には常圧下では溶解することができない。ところが、例えば100℃以上の温度の加圧水蒸気の存在下においては、EVOHが実質的に水だけを含んだ状態であっても、流動性を保つことができる。その結果、例えば塔型の容器などを用いて連続的に処理することも容易である。
ここで、溶融状態のEVOH含水組成物中のアルコールの含有量は0〜10重量部であるが、好適には0〜5重量部、より好適には0〜1重量部、さらに好適には0〜0.1重量部である。アルコールの含有量が少ないことにより、後工程でアルコールが揮散することを防止でき、作業環境あるいは周辺環境の保全が可能となる。またケン化触媒残渣等の洗浄時に、洗浄水の温度を上昇させてもペレットが相互に膠着しにくくなるので、洗浄水温を上げることができ、結果として洗浄速度を上げることも可能となる。
こうして得られたEVOH含水組成物は、通常、金属換算で0.1〜5重量%のアルカリ金属塩の他、副生塩類、その他不純物などを含有する。
かかる乾燥方法は特に限定されないが、静置乾燥法、流動乾燥法などが好適なものとして挙げられる。また、幾つかの乾燥方法を組み合わせた多段階の乾燥工程を採用することも可能であり、初めに流動乾燥法で乾燥し、引き続いて静置乾燥法で乾燥する方法などを採用することもできる。
本発明の含水組成物ペレットを乾燥する場合には、従来複数の乾燥方法を組み合わせなければ効率的に乾燥できなかった場合にも、一つの乾燥方法のみで効率的に乾燥できる場合があり、乾燥時間の短縮のみでなく、乾燥プロセス採用の自由度が大きい点も有用な点の一つである。
エチレン含有量32モル%、ケン化度90.5モル%のEVOH100重量部に対し、メタノール100重量部、水50重量部及び酢酸ナトリウムをナトリウム換算で2重量部を含むEVOH溶液を、塔径0.3m、段数10段の棚段塔の最上段から52kg/hrで連続的に供給し、最下段から水蒸気を86kg/hrで吹き込んでEVOH溶液と水蒸気を向流で接触させた。塔内の温度は130℃、塔内の圧力は3kg/cm2であった。塔頂よりメタノール蒸気と水蒸気を留去し、これらは凝縮器で凝縮して、メタノール水溶液として回収した。塔底からはEVOH含水組成物を抜き出した。このEVOH含水組成物は、EVOH100重量部に対し、メタノール0.05重量部、水105重量部及び酢酸ナトリウムをナトリウム換算で2重量部を含むものであった。
実施例1において、エチレン含有量17モル%、ケン化度99.1モル%のEVOH100重量部に対し、メタノール85重量部、水85重量部及び酢酸ナトリウムをナトリウム換算で3重量部を含むEVOH溶液を棚段塔に供給する以外は実施例1と同様に操作した。50℃で水洗中も、ペレット同士の融着はなかった。乾燥後のペレットは、酢酸を450ppm、ナトリウム金属を40ppm及びリン酸根を94ppm含んでいた。このペレットは各種成形に使用できるものであった。
メタノールの代わりにエタノールを使う以外は実施例1と同様に操作したところ、棚段塔の塔底からEVOH100重量部に対し、エタノール0.4重量部、水107重量部及び酢酸ナトリウムをナトリウム換算で2重量部を含むEVOH含水組成物を得た。続いて、実施例1と同様に、ニーダーを通した後にホットカッターで切断し、水洗後、酢酸及びリン酸2水素ナトリウムの水溶液に浸漬し、脱液した。乾燥後のペレットは、酢酸を410ppm、ナトリウム金属を44ppm及びリン酸根を90ppm含んでいた。このペレットは各種成形に使用できるものであった。
エチレン含有量32モル%、ケン化度99.5モル%のEVOH100重量部に対し、メタノール100重量部、水50重量部及び酢酸ナトリウムがナトリウム換算で2重量部を含むEVOH溶液を、メタノール10重量%、水90重量%からなる10℃の凝固液中に、4本のノズル(径6mm)から押出し、ストランド状に凝固させた。凝固液から取り出した後、ストランドカッターでペレット状に切断した。得られたペレットを、酢酸ナトリウムがナトリウム換算で0.002重量%になるまで50℃で水洗したところ、水洗中にペレットが激しく融着した。水洗後のペレットを、酢酸0.09%及びリン酸2水素ナトリウム0.022%の水溶液に2時間浸漬し、脱液した。その後、実施例1と同じ水分量である0.2重量%にするための乾燥時間は、100℃で35時間であった。乾燥後のペレットは、酢酸を510ppm、ナトリウム金属を53ppm、リン酸根を104ppm含んでいた。
実施例1と同じ組成のEVOHである、エチレン含有量32モル%、ケン化度90.5モル%のEVOH100重量部に対し、メタノール100重量部、水50重量部及び酢酸ナトリウムがナトリウム換算で2重量部を含むEVOH溶液を、メタノール10重量%及び水90重量%からなる10℃の凝固液中に、6本のノズル(径3mm)から押出し、ストランド状に凝固させた。このとき、ストランド切れが多く、運転は不安定であった。凝固液から取り出した後、ストランドカッターでペレット状に切断した。得られたペレットを50℃で水洗したところ、ペレット同士の融着が激しく、各種成形用途に使用できるペレットを得ることが出来なかった。
実施例2と同じ組成のEVOHである、エチレン含有量17モル%、ケン化度99.1モル%のEVOH100重量部に対し、メタノール85重量部、水85重量部及び酢酸ナトリウムがナトリウム換算で3重量部を含むEVOH溶液を、メタノール5重量%及び水95重量%からなる10℃の凝固液中に、4本のノズル(径6mm)から押出したが、凝固性が悪く、すぐにストランドが切れてしまい、これ以上操作を続けることができなかった。
2 ダイ
3 回転刃
4 回転軸
5 カッター箱
6 冷却水供給口
7 冷却水
8 水膜
9 ペレット排出口
10 冷却水及びペレット
Claims (8)
- エチレン−ビニルアルコール共重合体100重量部に対し、沸点が100℃以下のアルコールを0〜10重量部、水を10〜500重量部含有するエチレン−ビニルアルコール共重合体含水組成物(但し、アルコール不含の場合を除く)を溶融状態で切断することを特徴とするエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
- 前記切断の方式が、ホットカット方式又は水中カット方式である請求項1に記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
- 前記エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量が3〜70モル%、ケン化度が80モル%以上である請求項1または2に記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
- 前記溶融状態のエチレン−ビニルアルコール共重合体含水組成物中のアルカリ金属塩の含有量がエチレン−ビニルアルコール共重合体100重量部に対し金属換算で0.1〜5重量部である請求項1〜3のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
- 溶融状態で切断して得られたペレットを洗浄し、アルカリ金属塩の含有量をエチレン−ビニルアルコール共重合体100重量部に対し金属換算で0.05重量部以下とする請求項1〜4のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
- 洗浄する際の洗浄液の温度が0〜95℃である請求項1〜5のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
- 溶融状態で切断して得られたペレットに、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種を添加する請求項1〜6のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
- 溶融状態で切断して得られたペレットを水分率が1重量%以下になるように乾燥させる請求項1〜7のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
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