JP5092574B2 - Method for producing copolymer polyester resin - Google Patents
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Description
本発明は、共重合ポリエステル樹脂の製造方法に関し、詳しくは、結晶化処理及びその後の熱処理時における樹脂ペレット同士の固着防止に著しい効果が得られる共重合ポリエステル樹脂の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a copolyester resin, and in particular, relates to a method for producing a copolyester resin that can provide a remarkable effect in preventing adhesion of resin pellets during crystallization treatment and subsequent heat treatment.
ポリエチレンテレフタレート樹脂(以下、PET樹脂と記す場合がある)に代表されるポリエステル樹脂は、優れた機械的特性、耐熱性、耐薬品性を有するため、繊維、ボトル、フィルム、シート等として幅広い分野で使用されている。近年、PET樹脂を波板やチューブなどの押出成形品や化粧品容器、ビールグラス、日用雑貨などの射出成形品として利用する試みがなされている。 Polyester resins typified by polyethylene terephthalate resin (hereinafter sometimes referred to as PET resin) have excellent mechanical properties, heat resistance, and chemical resistance, so they can be used in a wide range of fields such as fibers, bottles, films, and sheets. It is used. In recent years, attempts have been made to use PET resin as an extrusion-molded product such as a corrugated plate or tube, or as an injection-molded product such as a cosmetic container, beer glass, or daily goods.
しかしながら、PET樹脂は結晶性が高く、厚みのある成形品に加工した場合、成形品内部が冷却不足となり結晶化による白濁を起こして透明性が著しく低下する。そこで、PET樹脂の透明性を改善する方法として、イソフタル酸などの共重合成分を配合することでPET樹脂の結晶性を低下させ、成形品の透明性を高める試みがなされている。
しかし、このような共重合ポリエステル樹脂は、結晶性が低下することによる成形品の透明性向上は達成できるが、共重合ポリエステル樹脂を製造する際に必要となる結晶化処理、その後の乾燥、固相重合工程などにおいて、樹脂ペレット同士の固着が激しくなり、生産性の著しい低下を引き起こすという問題点があった。
However, PET resin has high crystallinity, and when processed into a thick molded product, the inside of the molded product is insufficiently cooled, causing white turbidity due to crystallization, and the transparency is significantly reduced. Therefore, as a method for improving the transparency of the PET resin, an attempt has been made to reduce the crystallinity of the PET resin by adding a copolymer component such as isophthalic acid and to increase the transparency of the molded product.
However, such a copolymerized polyester resin can achieve improvement in transparency of a molded product due to a decrease in crystallinity. However, the crystallization treatment required for producing the copolymerized polyester resin, followed by drying, solidification, and the like. In the phase polymerization step and the like, there is a problem that the resin pellets are strongly fixed to each other, and the productivity is remarkably lowered.
PET樹脂ペレットの結晶化処理などの熱処理工程におけるペレット同士の固着を防止する方法として、樹脂ペレットに機械的衝撃を与えてペレット表面に凹凸を設ける方法や、剪断処理によるペレット表面の結晶化促進方法などが提案されている。例えば、PET樹脂ペレットに特定の表面粗度(Ra)をもつように剪断処理を施し、その後の固相重合時での融着防止を図る方法(特許文献1参照)、また、PET樹脂ペレットに特定範囲の表面凹凸を形成させるように剪断処理を施して固着防止を図る方法(特許文献2参照)、更にはPET樹脂ペレットの結晶化度をラマン分光法により評価し、断面中心部及び表面のカルボニルピーク半値幅が特定の値以下になるように剪断処理を施して固着防止を図る方法が提案されている。 As a method for preventing sticking between pellets in a heat treatment step such as a crystallization treatment of PET resin pellets, a method of applying mechanical impact to the resin pellets to provide unevenness on the pellet surface, or a method of promoting crystallization of the pellet surface by shearing treatment Etc. have been proposed. For example, a method of applying a shearing process to a PET resin pellet so as to have a specific surface roughness (Ra) to prevent fusion at the time of subsequent solid phase polymerization (see Patent Document 1), A method for preventing sticking by applying a shearing process so as to form surface irregularities in a specific range (see Patent Document 2), and further evaluating the crystallinity of the PET resin pellets by Raman spectroscopy, There has been proposed a method for preventing sticking by applying a shearing treatment so that the half-value width of the carbonyl peak is not more than a specific value.
しかしながら、特許文献1〜3で固着防止を図るPET樹脂は、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどの殆ど共重合成分を含まないものであり、共重合成分が5モル%以上もあるような共重合ポリエステルに対しては、これらの特許文献に記載される方法は、必ずしもペレットの固着防止に効果がないことが本発明者らの検討により判明した。
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、結晶化処理、乾燥処理などの熱処理工程において、樹脂ペレット同士の固着が低減された共重合ポリエステル樹脂ペレットを提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide copolymer polyester resin pellets in which adhesion between resin pellets is reduced in heat treatment steps such as crystallization treatment and drying treatment.
本発明者らは鋭意検討の結果、共重合ポリエステル樹脂ペレットが剪断処理の前後で特定の明度差を持つように剪断処理を施し、剪断処理後、流動状態で加熱して結晶化処理を施すことにより、優れた固着防止効果が得られることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies, the present inventors have performed a shearing treatment so that the copolyester resin pellets have a specific brightness difference before and after the shearing treatment, and after the shearing treatment, heated in a fluid state to perform a crystallization treatment. Thus, it was found that an excellent anti-adhesion effect was obtained, and the present invention was completed.
即ち、本発明の要旨は、テレフタル酸及び/又はそのエステル形成性誘導体を主たる成分とするジカルボン酸成分と、エチレングリコールを主たる成分とするジオール成分とを反応させて共重合ポリエステル樹脂ペレットを得る反応工程と、得られた共重合ポリエステル樹脂ペレットに剪断処理を施す剪断処理工程と、剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットを、ペレットが流動した状態で該共重合ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上融点未満の温度に加熱して結晶化処理を行う結晶化処理工程とを備える共重合ポリエステル樹脂の製造方法であって、下記a)、及びb)を満足することを特徴とする共重合ポリエステル樹脂の製造方法、に存する。
a)得られる共重合ポリエステル中のテレフタル酸以外のジカルボン酸成分由来の残基と、エチレングリコール以外のジオール成分由来の残基との合計が、全ジカルボン酸成分由来の残基に対して5〜20モル%である。
b)剪断処理前の共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度L0と、剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度L1との差(L1−L0)が、下記式(1)を満足する。
0.3≦L1−L0≦10.0 (1)
That is, the gist of the present invention is a reaction for obtaining copolymer polyester resin pellets by reacting a dicarboxylic acid component mainly composed of terephthalic acid and / or an ester-forming derivative thereof with a diol component mainly composed of ethylene glycol. And a shearing step for subjecting the obtained copolymerized polyester resin pellets to a shearing treatment, and the copolymerized polyester resin pellets after the shearing treatment, in a state where the pellets flow, the glass transition temperature of the copolymerized polyester resin or higher and lower than the melting point A method for producing a copolyester resin comprising a crystallization treatment step in which a crystallization treatment is carried out by heating to a temperature of 1, which satisfies the following a) and b): Method.
a) The total of residues derived from dicarboxylic acid components other than terephthalic acid in the copolymerized polyester and residues derived from diol components other than ethylene glycol is 5 to 5 based on residues derived from all dicarboxylic acid components. 20 mol%.
b) The difference (L1-L0) between the lightness L0 of the copolymerized polyester resin pellets before the shearing treatment and the lightness L1 of the copolymerized polyester resin pellets after the shearing treatment satisfies the following formula (1).
0.3 ≦ L1−L0 ≦ 10.0 (1)
本発明においては、結晶化処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットの密度が1.340g/cm3以上、1.400g/cm3以下であり、かつ結晶化処理前の共重合ポリエステル樹脂の固有粘度IV0と、結晶化処理後の共重合ポリエステル樹脂の固有粘度IV1との差(IV1−IV0)が0dL/gを超え、0.01dL/g以下であるような結晶化処理を行うことが好ましい。 In the present invention, the density of the copolyester resin pellets after the crystallization treatment is 1.340 g / cm 3 or more and 1.400 g / cm 3 or less, and the intrinsic viscosity IV 0 of the copolyester resin before the crystallization treatment. It is preferable to perform the crystallization treatment so that the difference (IV1-IV0) from the intrinsic viscosity IV1 of the copolymerized polyester resin after the crystallization treatment exceeds 0 dL / g and is 0.01 dL / g or less.
本発明の共重合ポリエステル樹脂の製造方法によれば、結晶化処理やその後の固相重合、成形のための乾燥処理などの加熱処理工程におけるペレット同士の固着を効果的に防止することができ、従来法に比べて生産性が著しく改善される。 According to the method for producing a copolyester resin of the present invention, it is possible to effectively prevent fixation between pellets in a heat treatment step such as crystallization treatment and subsequent solid phase polymerization, drying treatment for molding, Productivity is remarkably improved compared with the conventional method.
以下に本発明の共重合ポリエステル樹脂の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the method for producing a copolyester resin of the present invention will be described in detail.
本発明の共重合ポリエステル樹脂の製造方法は、テレフタル酸(以下「TPA」と称すことがある)及び/又はそのエステル形成性誘導体を主たる成分とするジカルボン酸成分と、エチレングリコール(以下「EG」と称すことがある)を主たる成分とするジオール成分とを反応させて共重合ポリエステル樹脂ペレットを得る反応工程と、得られた共重合ポリエステル樹脂ペレットに剪断処理を施す剪断処理工程と、剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットを、ペレットが流動した状態で該共重合ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上融点未満の温度に加熱して結晶化処理を行う結晶化処理工程とを備える共重合ポリエステル樹脂の製造方法であって、下記a)、及びb)を満足することを特徴とする。
a)得られる共重合ポリエステル中のテレフタル酸以外のジカルボン酸成分由来の残基と、エチレングリコール以外のジオール成分由来の残基との合計が、全ジカルボン酸成分由来の残基に対して5〜20モル%である。
b)剪断処理前のペレットの明度L0と、剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度L1との差(L1−L0)が、下記式(1)を満足する。
0.3≦L1−L0≦10.0 (1)
The method for producing a copolyester resin of the present invention comprises a dicarboxylic acid component mainly composed of terephthalic acid (hereinafter sometimes referred to as “TPA”) and / or an ester-forming derivative thereof, and ethylene glycol (hereinafter referred to as “EG”). A reaction step of obtaining a copolymerized polyester resin pellet by reacting with a diol component having a main component), a shearing step of subjecting the obtained copolymerized polyester resin pellet to a shearing treatment, and after the shearing treatment A copolyester resin comprising: a copolyester resin pellet, wherein the copolyester resin pellet is heated to a temperature not lower than the glass transition temperature and lower than the melting point of the copolyester resin while the pellet is flowing, The method satisfies the following a) and b).
a) The total of residues derived from dicarboxylic acid components other than terephthalic acid in the copolymerized polyester and residues derived from diol components other than ethylene glycol is 5 to 5 based on residues derived from all dicarboxylic acid components. 20 mol%.
b) The difference (L1-L0) between the lightness L0 of the pellet before shearing and the lightness L1 of the copolymerized polyester resin pellet after shearing satisfies the following formula (1).
0.3 ≦ L1−L0 ≦ 10.0 (1)
本発明における共重合ポリエステル樹脂の製造は、反応により得られたポリエステル樹脂ペレットを所定の条件で剪断処理した後、流動状態で結晶化処理すること以外は、基本的には制限されず、例えば、TPA及び/又はそのエステル形成性誘導体を主たる成分とするジカルボン酸成分とEGを主たる成分とするジオール成分とを反応させるポリエステル樹脂の慣用の製造方法により実施することができる。 The production of the copolyester resin in the present invention is basically not limited except that the polyester resin pellets obtained by the reaction are sheared under predetermined conditions and then crystallized in a fluid state. For example, It can be carried out by a conventional method for producing a polyester resin in which a dicarboxylic acid component containing TPA and / or an ester-forming derivative thereof as a main component and a diol component containing EG as a main component are reacted.
本発明において、製造される共重合ポリエステル樹脂のTPA以外のジカルボン酸成分由来の残基と、EG以外のジオール成分由来の残基との合計は、全ジカルボン酸成分由来の残基に対して5〜20モル%である。この共重合成分割合の下限は好ましくは10モル%以上であり、上限は好ましくは17モル%である。 In this invention, the sum total of the residue derived from dicarboxylic acid components other than TPA and the residue derived from diol components other than EG of the copolyester resin to be produced is 5 with respect to the residues derived from all dicarboxylic acid components. ~ 20 mol%. The lower limit of the copolymer component ratio is preferably 10 mol% or more, and the upper limit is preferably 17 mol%.
得られる共重合ポリエステル樹脂の、ジカルボン酸成分の主たる成分であるTPA由来の残基は全ジカルボン酸由来の残基に対して80モル%以上であり好ましくは85モル%以上である。また、ジオール成分の主たる成分であるEG由来の残基は全ジオール成分由来の残基に対して80モル%以上であり、好ましくは85モル%以上である。この主たる成分の割合が上記下限未満であると、この共重合ポリエステル樹脂を成形した場合、成形品の透明性が低下する。この主たる成分割合が上記上限超過では、結晶性が著しく低下するため、結晶化処理におけるペレット同士の固着防止効果が現れにくくなる。 Residues derived from TPA, which is the main component of the dicarboxylic acid component, in the obtained copolyester resin are 80 mol% or more, preferably 85 mol% or more, based on all dicarboxylic acid-derived residues. Moreover, the residue derived from EG which is the main component of a diol component is 80 mol% or more with respect to the residue derived from all the diol components, Preferably it is 85 mol% or more. When the ratio of the main component is less than the above lower limit, when the copolymer polyester resin is molded, the transparency of the molded product is lowered. When the main component ratio exceeds the above upper limit, the crystallinity is remarkably lowered, and thus the effect of preventing the sticking of the pellets in the crystallization process is hardly exhibited.
反応に用いるTPA及びそのエステル形成性誘導体以外のジカルボン酸成分の例としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸や、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、及びこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらジカルボン酸成分の中ではイソフタル酸及び/又はそのエステル形成性誘導体が工業的に安価に製造できることから好ましい。 Examples of dicarboxylic acid components other than TPA and its ester-forming derivatives used in the reaction include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid and sebacic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, etc. And alicyclic dicarboxylic acids, and ester-forming derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among these dicarboxylic acid components, isophthalic acid and / or ester-forming derivatives thereof are preferable because they can be produced industrially at low cost.
また、EG以外のジオール成分の例としては、1,4−シクロヘキサンジオールなどの脂環族ジオールや、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオールなどの脂肪族ジオールなどが挙げられる。この中では、1,4−シクロヘキサンジメタノールが耐衝撃性に優れた共重合ポリエステル樹脂が得られるために好ましい。 Examples of diol components other than EG include alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanediol, and aliphatic diols such as diethylene glycol and 1,4-butanediol. Among these, 1,4-cyclohexanedimethanol is preferable because a copolyester resin excellent in impact resistance can be obtained.
[反応工程]
反応工程における反応方式には、TPAを主たる成分とするジカルボン酸成分と、EGを主たる成分とするジオール成分とを、エステル化反応槽でエステル化し、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応槽に移送して重縮合させる直接重合法、TPAのエステル形成性誘導体を主たる成分とするジカルボン酸成分とEGを主たる成分とするジオール成分とをエステル交換反応槽でエステル交換反応し、得られたエステル交換反応生成物を重縮合反応槽に移送して重縮合させるエステル交換法がある。
これらの反応は、回分法で行ってもよく、連続法で行ってもよい。
[Reaction process]
The reaction method in the reaction step is to esterify a dicarboxylic acid component having TPA as a main component and a diol component having EG as a main component in an esterification reaction tank, and subject the resulting esterification reaction product to a polycondensation reaction. A direct polymerization method in which a polycondensation is carried out by transfer to a tank, a dicarboxylic acid component mainly composed of an ester-forming derivative of TPA and a diol component mainly composed of EG are subjected to a transesterification reaction in a transesterification reaction tank. There is a transesterification method in which a transesterification product is transferred to a polycondensation reaction tank and polycondensed.
These reactions may be performed by a batch method or a continuous method.
エステル化反応は、必要に応じて、例えば、三酸化二アンチモンや、アンチモン、チタン、マグネシウム、カルシウム等の金属の有機酸塩、アルコラート等のエステル化触媒を使用して、200〜270℃程度の温度、1×105〜4×105Pa程度の圧力下で行われ、エステル交換反応は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、チタン、亜鉛等の金属の有機酸塩等のエステル交換触媒を使用して、200〜270℃程度の温度、1×105〜4×105Pa程度の圧力下で行われる。 The esterification reaction is carried out at a temperature of about 200 to 270 ° C. using an esterification catalyst such as diantimony trioxide, an organic acid salt of a metal such as antimony, titanium, magnesium, calcium, or an alcoholate, if necessary. The transesterification is performed at a temperature of about 1 × 10 5 to 4 × 10 5 Pa, and the transesterification reaction is, for example, an organic acid salt of a metal such as lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, manganese, titanium, and zinc. The transesterification catalyst is used at a temperature of about 200 to 270 ° C. and a pressure of about 1 × 10 5 to 4 × 10 5 Pa.
また、重縮合反応は、例えば、安定剤として正燐酸、亜燐酸、及びこれらのエステルなどの燐化合物を使用し、また、例えば、三酸化二アンチモン、二酸化ゲルマニウム、四酸化ゲルマニウム等の金属の酸化物、或いは、アンチモン、ゲルマニウム、亜鉛、チタン、コバルト等の有機酸塩、アルコラート等の重縮合触媒を使用して、240〜290℃程度の温度、10〜2000Pa程度の減圧下で行われる。 In addition, the polycondensation reaction uses, for example, phosphorus compounds such as orthophosphoric acid, phosphorous acid, and esters thereof as a stabilizer, and oxidation of metals such as antimony trioxide, germanium dioxide, and germanium tetroxide. Or an organic acid salt such as antimony, germanium, zinc, titanium, cobalt, etc., and a polycondensation catalyst such as alcoholate, and the like, at a temperature of about 240 to 290 ° C. and a reduced pressure of about 10 to 2000 Pa.
通常、重縮合反応により得られた樹脂は、重縮合反応槽の底部以降に設けられた抜き出し口からストランド状に抜き出して、水冷しながら若しくは水冷後、カッターで切断されてペレット状とされる。ペレットのサイズは、本発明の効果を妨げない範囲であれば特に制限はされず、通常は数mm程度より小さいペレットが使用可能である。 Usually, the resin obtained by the polycondensation reaction is extracted in the form of a strand from an outlet provided after the bottom of the polycondensation reaction tank, and is cut with a cutter while being cooled with water or after being cooled with water, to be pelletized. The size of the pellet is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not hindered, and usually a pellet smaller than about several mm can be used.
[剪断処理工程]
本発明では、上記のようにして得られる共重合ポリエステル樹脂ペレットに対して、剪断処理を施すことによってペレット表面を粗面化する。
[Shearing process]
In the present invention, the surface of the pellet is roughened by subjecting the copolymerized polyester resin pellet obtained as described above to a shearing treatment.
本発明の共重合ポリエステル樹脂ペレットの剪断処理方法としては、特に制限は無く、公知の剪断処理装置を用いて行うことができる。一般的には、精米機、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどを用いて、樹脂ペレット同士が互いにこすれあうように樹脂ペレットを攪拌することにより実施される。この剪断処理時の温度については特に制限はなく、通常は室温(20〜40℃程度)で実施される。 There is no restriction | limiting in particular as a shearing method of the copolyester resin pellet of this invention, It can carry out using a well-known shearing apparatus. Generally, it is carried out by stirring the resin pellets using a rice mill, a Henschel mixer, a V blender, a ribbon blender, a tumbler blender or the like so that the resin pellets rub against each other. There is no restriction | limiting in particular about the temperature at the time of this shearing process, Usually, it implements at room temperature (about 20-40 degreeC).
本発明では、剪断処理前の共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度をL0、剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度をL1として、その明度差(L1−L0)が0.3以上10.0以下、好ましくは2.0以上10.0以下、より好ましくは2.0以上5.0以下となるように、剪断処理を施す。この明度差が0.3未満では、後続の結晶化処理工程での樹脂ペレット同士の固着防止効果が得難く、10.0を超えると固着防止効果が飽和し、剪断処理をする際に削り屑(ダスト)が多量に発生する問題がある。 In the present invention, the brightness of the copolymer polyester resin pellet before shearing treatment is L0, the brightness of the copolymerized polyester resin pellet after shearing treatment is L1, and the brightness difference (L1-L0) is 0.3 or more and 10.0 or less. The shearing treatment is performed so that it is preferably 2.0 or more and 10.0 or less, more preferably 2.0 or more and 5.0 or less. If the brightness difference is less than 0.3, it is difficult to obtain the effect of preventing adhesion between the resin pellets in the subsequent crystallization treatment step, and if it exceeds 10.0, the effect of preventing adhesion is saturated, and shavings are generated when shearing is performed. There is a problem that a large amount of (dust) is generated.
なお、共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度は、後掲の実施例の項に記載の方法により測定することができる。 The brightness of the copolymerized polyester resin pellet can be measured by the method described in the Examples section below.
[結晶化処理]
上記剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットは、次いで、ペレットが流動化した状態で、所定の温度に加熱して結晶化処理を行う。
[Crystallizing treatment]
The copolymerized polyester resin pellets after the shearing treatment are then crystallized by heating to a predetermined temperature in a state where the pellets are fluidized.
上述の条件で剪断処理を施した共重合ポリエステル樹脂ペレットは、結晶化処理などの熱処理工程でのペレット同士の固着が少なく、特にペレットが流動した状態で結晶化処理することによりその効果は著しい。ペレットをホッパードライヤーのような静置状態かつペレット自重がかかるような状態で加熱処理を施した場合では、本発明の固着防止効果は得られにくい。 The copolyester resin pellets subjected to the shearing treatment under the above-described conditions have less sticking between the pellets in the heat treatment step such as crystallization treatment, and the effect is particularly remarkable when the crystallization treatment is performed in a state where the pellets flow. In the case where the pellets are subjected to heat treatment in a stationary state such as a hopper dryer and in a state where the pellets are subjected to their own weight, it is difficult to obtain the sticking prevention effect of the present invention.
ペレットが流動した状態で加熱結晶化処理する方法としては、間接加熱型乾燥機、容器回転式真空乾燥機及び流動層乾燥機などを使用する方法が挙げられる。これらの装置の中でも、間接加熱型乾燥機が好ましく、具体的には、ソリッドエアー(ホソカワミクロン社製)及びトーラスディスク(ホソカワミクロン社製)等の市販の装置を挙げることができる。これらの装置を使用することによって結晶化工程における熱処理時間が短縮され、結晶化が効率的に行われるようになる。 Examples of the method for heat crystallization treatment in a state where the pellets flow include a method using an indirect heating dryer, a container rotary vacuum dryer, a fluidized bed dryer, and the like. Among these apparatuses, indirect heating type dryers are preferable, and specific examples include commercially available apparatuses such as solid air (manufactured by Hosokawa Micron) and torus disc (manufactured by Hosokawa Micron). By using these apparatuses, the heat treatment time in the crystallization process is shortened, and crystallization can be performed efficiently.
結晶化処理は通常共重合ポリエステル樹脂のガラス転移温度以上融点未満の温度で、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で1分間以上加熱することで行われるが、この加熱温度は120〜200℃の温度範囲であることが好ましく、120〜160℃の温度範囲であることがより好ましい。結晶化処理時の温度が低過ぎると十分な結晶化がおこり難く、高過ぎると樹脂同士の融着が起こる場合がある。 The crystallization treatment is usually carried out by heating for 1 minute or more in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas at a temperature not lower than the glass transition temperature and lower than the melting point of the copolyester resin. It is preferable that it is a temperature range, and it is more preferable that it is a temperature range of 120-160 degreeC. If the temperature during the crystallization treatment is too low, sufficient crystallization is difficult to occur, and if it is too high, fusion between the resins may occur.
本発明に係る結晶化処理では、剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットを、結晶化処理前の固有粘度IV0と、結晶化処理後の固有粘度IV1との差(IV1−IV0)が0dL/gを超え、0.01以下になるように熱処理することが好ましい。 In the crystallization treatment according to the present invention, the copolymer polyester resin pellets after the shearing treatment have a difference (IV1−IV0) between the intrinsic viscosity IV0 before the crystallization treatment and the intrinsic viscosity IV1 after the crystallization treatment of 0 dL / g. It is preferable to heat-treat so that it will be over 0.01 and below 0.01.
更に、本発明に係る結晶化処理では、結晶化処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットの密度が1.340g/cm3以上、1.400g/cm3以下になるように結晶化処理をすることが好ましい。 Furthermore, in the crystallization treatment according to the present invention, the crystallization treatment may be performed so that the density of the copolyester resin pellets after the crystallization treatment is 1.340 g / cm 3 or more and 1.400 g / cm 3 or less. preferable.
結晶化処理温度や処理時間を調節して、結晶化処理前後における固有粘度と密度が上記範囲となるようにすることにより、結晶化処理中のペレット同士の固着をより一層確実に防止することができるようになる。 By adjusting the crystallization treatment temperature and treatment time so that the intrinsic viscosity and density before and after the crystallization treatment are within the above ranges, it is possible to more reliably prevent the pellets from sticking to each other during the crystallization treatment. become able to.
このような結晶化処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットを加熱処理して固相重合させることにより、更に高重合度化させると共に、反応副生物のアセトアルデヒドや低分子オリゴマー等を低減化することもできる。 The copolymerized polyester resin pellets after such crystallization treatment can be heat-treated and solid-phase polymerized to further increase the degree of polymerization, and to reduce acetaldehyde, low-molecular oligomers, and the like as reaction by-products. .
このように、本発明に従って剪断処理及び結晶化処理をして得られた共重合ポリエステル樹脂ペレットは、その後の固相重合やこれを成形する際の加熱乾燥などの、加熱を施す際も固着が起こりにくい。 Thus, the copolyester resin pellets obtained by the shearing and crystallization treatments according to the present invention are firmly fixed when heated, such as subsequent solid-phase polymerization or heat drying when molding them. Hard to happen.
以下に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限定されるものではない。
なお、ポリエステル樹脂の各種分析法及び評価方法は以下の通りである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
Various analysis methods and evaluation methods for polyester resins are as follows.
(1)共重合組成
ポリエステル樹脂を、フェノール/テトラクロロエタンの混合溶液=50/50(重量比)で溶解し、BRUKER社製「AV400M分光計」を用いて1H−NMRを測定し、得られたチャートの全ジカルボン酸成分のプロトンのピーク積分強度、及び各共重合成分のプロトンのピーク積分強度から全ジカルボン酸成分に対する共重合組成(モル%)を計算した。なお、表1における「仕込みベース共重合組成」は共重合ポリエステル樹脂の製造に際し、実際にガラス製容器に仕込んだ各成分の重量から計算した値である。
(1) Copolymer composition
Polyester resin is dissolved in a mixed solution of phenol / tetrachloroethane = 50/50 (weight ratio), 1 H-NMR is measured using “AV400M spectrometer” manufactured by BRUKER, and all dicarboxylic acids in the obtained chart The copolymer composition (mol%) for all dicarboxylic acid components was calculated from the peak integrated intensity of the protons of the components and the peak integrated intensity of the protons of each copolymer component. The “prepared base copolymer composition” in Table 1 is a value calculated from the weight of each component actually charged in a glass container in the production of the copolyester resin.
(2)固有粘度(IV)
ポリエステル樹脂試料約0.25gを、フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合液約25mLに、濃度が1.00g/dLとなるように溶解させた後、30℃まで冷却、保持し、全自動溶液粘度計(中央理化社製「2CH型DT504」)にて、試料溶液及び溶媒のみの落下秒数をそれぞれ測定し、下式により算出した。
IV=((1+4KH・ηsp)0.5−1)/(2KH・C)
ここで、ηsp=η/η0−1であり、ηは試料溶液の落下秒数、η0は溶媒のみの落下秒数、Cは試料溶液濃度(g/dL)、KHはハギンズの定数である。KHは0.33を採用した。なお試料の溶解条件は、110℃で30分間である。
ポリエステル樹脂ペレットを剪断処理した後、結晶化処理を施す前の固有粘度IV0と、結晶化処理後の固有粘度IV1とを測定し、その差(IV1−IV0)を算出した。
(2) Intrinsic viscosity (IV)
After dissolving about 0.25 g of a polyester resin sample in about 25 mL of a mixture of phenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane (weight ratio 1/1) so that the concentration is 1.00 g / dL Then, the sample solution and the solvent were measured by using a fully automatic solution viscometer (“2CH DT504” manufactured by Chuo Rika Co., Ltd.), and the number of seconds dropped only for the sample solution and the solvent was measured and calculated according to the following formula.
IV = ((1 + 4K H · ηsp) 0.5 −1) / (2K H · C)
Here, a ηsp = η / η0-1, η is falling seconds of the sample solution, .eta.0 the falling seconds of the solvent alone, C is a sample solution concentration (g / dL), is K H is a constant of Huggins . K H adopted the 0.33. The sample is dissolved at 110 ° C. for 30 minutes.
After shearing the polyester resin pellets, the intrinsic viscosity IV0 before the crystallization treatment and the intrinsic viscosity IV1 after the crystallization treatment were measured, and the difference (IV1-IV0) was calculated.
(3)透明性(ヘーズ)
ポリエステル樹脂ペレットを熱風乾燥機(エスペック社製「イナートオーブンIPHH−201」)中、130℃で5時間(ただし、非晶性樹脂の場合(実施例8,10、及び2で得られた樹脂)は60℃で5時間)乾燥し、樹脂水分率を100ppm以下とした後、射出成形機(名機製作所社製「M−70AII−DM」)を使用して射出圧力60MPa、成形温度260℃、金型温度40℃で、寸法80mm×120mm、厚み5mmの平板プレートを成形した。水分率の測定は三菱化学社製「VAPORIZER VA−06、MOISTUREMETER CA−06」を用い、カールフィッシャー水分測定法により求めた。その際の測定条件は、温度230℃、窒素流量200ml/minとした。電解液は陽極側:三菱化学社製「アクアミクロンAX」、陰極側:三菱化学社製「アクアミクロンCXU」を用いた。
得られたプレートについて、ヘーズメーター(日本電色社製「ヘーズメーター300A」)によりJIS K 7105「プラスチックの光学的特性試験方法」に従ってヘーズ(曇価)を測定した。ヘーズが1.0%以下であると成形品として透明感が良好である。
(3) Transparency (haze)
Polyester resin pellets in a hot-air dryer (“Inert Oven IPHH-201” manufactured by Espec Corp.) at 130 ° C. for 5 hours (however, in the case of an amorphous resin (resins obtained in Examples 8, 10 and 2)) Was dried at 60 ° C. for 5 hours, and the resin moisture content was adjusted to 100 ppm or less, and then an injection molding machine (“M-70AII-DM” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) was used for injection pressure 60 MPa, molding temperature 260 ° C. A flat plate having a size of 80 mm × 120 mm and a thickness of 5 mm was molded at a mold temperature of 40 ° C. The moisture content was measured by Karl Fischer moisture measurement using “Vaporizer VA-06, MOISTUREMETER CA-06” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. The measurement conditions at that time were a temperature of 230 ° C. and a nitrogen flow rate of 200 ml / min. The electrolyte used was an anode side: “AQUAMICRON AX” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and a cathode side: “AQUAMICRON CXU” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
About the obtained plate, haze (haze value) was measured with the haze meter (Nippon Denshoku Co., Ltd. "Haze meter 300A") according to JISK7105 "Optical characteristic test method of plastics". When the haze is 1.0% or less, the molded article has good transparency.
(4)明度(L)
ポリエステル樹脂ペレットを、内径36mm、深さ15mmの円柱状の粉体測色用セルに充填し、測色色差計(日本電色工業社製「ND−300A」)を用いて、JIS Z8730の参考1に記載されるLab表色系におけるハンターの色差式の色座標軸L値を、反射法により測定セルを90度ずつ回転させて4箇所測定した値の単純平均値として求めた。
剪断処理前のペレットの明度L0と、剪断処理後のペレットの明度L1をそれぞれ測定し、その差ΔL(=L1−L0)を算出した。
(4) Lightness (L)
Polyester resin pellets are filled into a cylindrical powder colorimetric cell having an inner diameter of 36 mm and a depth of 15 mm, and a colorimetric color difference meter (“ND-300A” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) is used as a reference for JIS Z8730. The color coordinate axis L value of Hunter's color difference formula in the Lab color system described in No. 1 was determined as a simple average value of values measured at four points by rotating the measurement cell by 90 degrees by the reflection method.
The lightness L0 of the pellet before the shearing treatment and the lightness L1 of the pellet after the shearing treatment were measured, and the difference ΔL (= L1−L0) was calculated.
(5)密度
透明性(ヘーズ)の測定時の前処理と同様にして、ポリステル樹脂ペレットを熱風乾燥して樹脂水分率100ppm以下とした後、ペレット6〜7gを内径18.5mm、深さ39.5mmの円柱状のセルに充填し、島津製作所製「アキュビック1330密度測定装置、Micromeritics圧力制御装置及びREGULATORDR−611A−1温度制御装置」を用いて、23℃の雰囲気下で測定した。
(5) Density In the same manner as the pretreatment at the time of measuring transparency (haze), the polyester resin pellets were dried with hot air to make the resin moisture content 100 ppm or less, and then the pellets 6 to 7 g had an inner diameter of 18.5 mm and a depth of 39. The sample was filled in a cylindrical cell of .5 mm, and measured under an atmosphere of 23 ° C. using an “ACUBIC 1330 density measuring device, Micromeritics pressure control device and REGULATORDR-611A-1 temperature control device” manufactured by Shimadzu Corporation.
(6)表面粗さ(Ra)
ポリエステル樹脂ペレットの表面粗さはJIS B 0601−1994に記載されている方法にて求めた。測定には、表面粗度計(東京精密社製「サーフコム1800D」)を用い、20℃、50%の恒温恒湿室内で測定した。測定範囲を0.75mm、λcを0.25mmとし、測定値は2個のペレットについて、各ペレット2箇所ずつの計4箇所の平均値で求めた。
剪断処理前のRaをRa0、剪断処理後のRaをRa1としてそれぞれ測定し、その差(Ra1−Ra0)を算出した。
(6) Surface roughness (Ra)
The surface roughness of the polyester resin pellets was determined by the method described in JIS B 0601-1994. For the measurement, a surface roughness meter (“Surfcom 1800D” manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) was used, and measurement was performed in a constant temperature and humidity room at 20 ° C. and 50%. The measurement range was set to 0.75 mm, λc was set to 0.25 mm, and the measured value was obtained as an average value of a total of four locations of two pellets for two pellets.
Ra before the shearing treatment was measured as Ra0 and Ra after the shearing treatment was measured as Ra1, and the difference (Ra1-Ra0) was calculated.
(7)表面凹凸
ポリエステル樹脂ペレットの表面凹凸は以下のようにして測定した。
まず、ポリエステル樹脂ペレットを硬化性樹脂を用いて包埋処理した。硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂(JER社製「エピコート828」)、希釈剤(JER社製「RED205」)及び硬化剤(JER社製「エポメートB−002W」)を重量比80:20:50の割合で混合したものを用いた。続いて、ミクロトーム(大和光機工業社製「ミクロトームTU−213」)及びミクロトームナイフ(大和光機工業社製「ミクロトームナイフ17cmD」)を用いてペレット断面が露出するよう切片を切り出し、金属顕微鏡(ニコン社製「OPTIPHOT」)、顕微鏡写真撮影装置(ニコン社製「COOLPIXミクロシステムIV」)を用いて写真撮影して、ペレット表面の0.5mm当たりの最凸部と最凹部との差を測定した。測定値は同じペレットの5箇所の平均値で求めた。
(7) Surface unevenness The surface unevenness of the polyester resin pellets was measured as follows.
First, the polyester resin pellet was embedded using a curable resin. As the curable resin, an epoxy resin (“Epicoat 828” manufactured by JER), a diluent (“RED205” manufactured by JER) and a curing agent (“Epomate B-002W” manufactured by JER) are used in a weight ratio of 80:20:50. What was mixed in the ratio was used. Subsequently, using a microtome (“Microtome TU-213” manufactured by Daiwa Koki Kogyo Co., Ltd.) and a microtome knife (“Microtome Knife 17 cmD manufactured by Daiwa Koki Kogyo Co., Ltd.), a section was cut out so that the pellet cross-section was exposed, and a metal microscope ( Nikon “OPTIPHOT”) and photomicrograph (Nikon “COOLPIX Micro System IV”) are used to photograph and measure the difference between the most convex part and the most concave part per 0.5 mm on the pellet surface. did. The measured value was obtained as an average value at five locations of the same pellet.
(8)ラマン分析
ポリエステル樹脂のラマンスペクトル測定は、レーザーラマン分光装置(日本分光社製「NRS−2100」)を用い、ペレットの表面部について以下の測定条件により1725cm−1付近のC=O伸縮振動ピークの半値幅を測定した。
<偏光顕微ラマン散乱測定条件>
Arレーザー:514.5nm線 90〜10mW
ミクロ光学系:対物レンズ×100
共焦点アパーチャー:25μm
(8) Raman analysis The Raman spectrum of the polyester resin was measured using a laser Raman spectrometer (“NRS-2100” manufactured by JASCO Corporation), and the C = O stretch around 1725 cm −1 under the following measurement conditions on the surface of the pellet. The half width of the vibration peak was measured.
<Polarized microscopic Raman scattering measurement conditions>
Ar laser: 514.5nm line 90-10mW
Micro optical system: Objective lens x 100
Confocal aperture: 25 μm
(9)樹脂のガラス転移温度及び融点
ポリエステル樹脂ペレットのガラス転移温度及び融点はJISK7121の方法に準じて昇温条件のみ変更して測定した。具体的には、ポリエステル樹脂ペレット7〜9mgをアルミニウム製固体用標準パンに封入し、メトラートレド社製示差走査熱量分析装置を用いて測定した。ブランクには空のパンを用い、窒素雰囲気下、30℃から昇温速度10℃/分で285℃まで昇温し、同温度で5分間保持した。その後20℃まで液体窒素雰囲気下で急冷し、再び20℃から285℃まで10℃/分で昇温し、ガラス転移温度としてTmg(中間点ガラス転移温度)、融点としてTpm(融解ピーク温度)をそれぞれ測定した。
(9) Glass transition temperature and melting point of resin The glass transition temperature and melting point of the polyester resin pellets were measured by changing only the temperature raising conditions according to the method of JISK7121. Specifically, 7 to 9 mg of polyester resin pellets were sealed in an aluminum standard pan for solids and measured using a differential scanning calorimeter manufactured by METTLER TOLEDO. An empty pan was used as a blank, and the temperature was raised from 30 ° C. to 285 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere and held at the same temperature for 5 minutes. After that, it is rapidly cooled to 20 ° C. in a liquid nitrogen atmosphere, and again heated from 20 ° C. to 285 ° C. at a rate of 10 ° C./min. Tmg (midpoint glass transition temperature) as the glass transition temperature and Tpm (melting peak temperature) as the melting point. Each was measured.
[ポリエステル樹脂の製造]
<イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂の製造>
製造例1
ジカルボン酸成分として、テレフタル酸ジメチルエステル(144.6g、0.74モル)及びイソフタル酸(以下「IPA」と表す)ジメチルエステル(8.0g、0.04モル)と、ジオール成分としてEG(106.6g、1.72モル)とを、0.5Lの円筒型ガラス製容器に仕込み、エステル交換反応を行った。仕込みベースのイソフタル酸組成は5.2モル%、ジカルボン酸成分に対するジオール成分のモル比は2.2となる。エステル交換反応は、濃度1.98重量%の酢酸マンガンのEG溶液を、酢酸マンガンが得られるポリエステルに対して250重量ppmとなるように加え、250℃、200KPa、反応時間3時間の条件下で行った。エステル交換反応終了後、濃度0.52重量%の二酸化ゲルマニウムのEG溶液を、二酸化ゲルマニウムが得られるポリエステルに対して120重量ppmとなる量、及び、濃度1.50重量%の正燐酸のEG溶液を、正燐酸が得られるポリエステルに対して300重量ppmとなる量加え、280℃、66Paの減圧下にて5時間重縮合反応を行い、ストランド状に抜き出して、水冷しながらカッターで切断してペレット状とした。
得られた共重合ポリエステル樹脂に関し、共重合組成(モル%)、密度、ガラス転移温度、融点、固有粘度(IV0)、明度L0を測定した結果を表1に示した。
[Production of polyester resin]
<Manufacture of isophthalic acid copolyester resin>
Production Example 1
As the dicarboxylic acid component, dimethyl terephthalate (144.6 g, 0.74 mol) and isophthalic acid (hereinafter referred to as “IPA”) dimethyl ester (8.0 g, 0.04 mol), and EG (106 .6 g, 1.72 mol) was charged into a 0.5 L cylindrical glass container and subjected to a transesterification reaction. The charged isophthalic acid composition is 5.2 mol%, and the molar ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component is 2.2. In the transesterification reaction, an EG solution of manganese acetate having a concentration of 1.98% by weight was added at 250 ppm by weight with respect to the polyester from which manganese acetate was obtained, and the conditions were 250 ° C., 200 KPa, and the reaction time was 3 hours. went. After the transesterification reaction, an EG solution of germanium dioxide having a concentration of 0.52% by weight is added in an amount of 120 ppm by weight to the polyester from which germanium dioxide is obtained, and an EG solution of orthophosphoric acid having a concentration of 1.50% by weight. Was added in an amount of 300 ppm by weight with respect to the polyester from which orthophosphoric acid was obtained, subjected to a polycondensation reaction at 280 ° C. under a reduced pressure of 66 Pa for 5 hours, extracted into a strand, and cut with a cutter while cooling with water. It was in a pellet form.
Table 1 shows the results obtained by measuring the copolymer composition (mol%), density, glass transition temperature, melting point, intrinsic viscosity (IV0), and lightness L0 for the obtained copolymer polyester resin.
製造例2〜4、9、10
製造例1において、ポリエステル樹脂のイソフタル酸共重合組成が表1に示す量となるようにイソフタル酸ジメチルエステルの仕込み量を表1に示すように変えた他は、製造例1と同様に共重合ポリエステル樹脂の製造を行った。各種測定結果を表1に示した。
Production Examples 2-4, 9, 10
In Production Example 1, copolymerization was performed in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of isophthalic acid dimethyl ester was changed as shown in Table 1 so that the isophthalic acid copolymer composition of the polyester resin was as shown in Table 1. A polyester resin was produced. Various measurement results are shown in Table 1.
<1,4−シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂の製造>
製造例5
ジカルボン酸成分として、テレフタル酸ジメチルエステル(150.5g、0.76モル)と、ジオール成分としてEG(100.6g、1.62モル)及び1,4−シクロヘキサンジメタノール(以下「CHDM」と表す)(7.1g、0.05モル)とを、0.5Lの円筒型ガラス製容器に仕込み、エステル交換反応を行った。仕込みベースのCHDM組成は6.5モル%、ジカルボン酸成分に対するジオール成分のモル比は2.2となる。エステル交換反応は、濃度2.24重量%の酢酸マンガンのEG溶液を、酢酸マンガンが得られるポリエステルに対して300重量ppmとなるように加え、250℃、200KPa、反応時間3時間の条件下で行った。エステル交換反応終了後、濃度0.53重量%の二酸化ゲルマニウムのEG溶液を、二酸化ゲルマニウムが得られるポリエステルに対して120重量ppmとなる量、及び、濃度0.73重量%の正燐酸のEG溶液を、正燐酸が得られるポリエステルに対して240重量ppmとなる量加え、280℃、66Paの減圧下にて5時間重縮合反応を行い、ストランド状に抜き出して、水冷しながらカッターで切断してペレット状とした。
得られた共重合ポリエステル樹脂に関し、共重合組成(モル%)、密度、ガラス転移温度、融点、固有粘度(IV0)、明度L0を測定した結果を表1に示した。
<Production of 1,4-cyclohexanedimethanol copolymerized polyester resin>
Production Example 5
Diethyl terephthalate (150.5 g, 0.76 mol) as a dicarboxylic acid component, EG (100.6 g, 1.62 mol) and 1,4-cyclohexanedimethanol (hereinafter referred to as “CHDM”) as a diol component ) (7.1 g, 0.05 mol) was charged into a 0.5 L cylindrical glass container and subjected to a transesterification reaction. The charged CHDM composition is 6.5 mol%, and the molar ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component is 2.2. In the transesterification reaction, an EG solution of manganese acetate having a concentration of 2.24% by weight was added at 300 ppm by weight with respect to the polyester from which manganese acetate was obtained, and the conditions were 250 ° C., 200 KPa, and the reaction time was 3 hours. went. After the transesterification reaction, an EG solution of germanium dioxide having a concentration of 0.53% by weight is added in an amount of 120 ppm by weight to the polyester from which germanium dioxide is obtained, and an EG solution of orthophosphoric acid having a concentration of 0.73% by weight. Was added in an amount of 240 ppm by weight to the polyester from which orthophosphoric acid was obtained, subjected to a polycondensation reaction at 280 ° C. under a reduced pressure of 66 Pa for 5 hours, extracted into a strand, and cut with a cutter while cooling with water. It was in a pellet form.
Table 1 shows the results obtained by measuring the copolymer composition (mol%), density, glass transition temperature, melting point, intrinsic viscosity (IV0), and lightness L0 for the obtained copolymer polyester resin.
製造例6〜8、11、12
製造例5において、ポリエステル樹脂のCHDMの共重合組成が表1に示す量となるようにCHDMの仕込み量を表1に示す量に変えた他は、製造例5と同様に共重合ポリエステル樹脂の製造を行った。各種測定結果を表1に示した。
Production Examples 6-8, 11, 12
In Production Example 5, the copolymerized polyester resin was prepared in the same manner as in Production Example 5 except that the amount of CHDM charged was changed to the amount shown in Table 1 so that the CHDM copolymer composition of the polyester resin became the amount shown in Table 1. Manufactured. Various measurement results are shown in Table 1.
なお、製造例1から製造例12で得られた樹脂をそれぞれ樹脂1から樹脂12として表1に示した。 The resins obtained in Production Example 1 to Production Example 12 are shown in Table 1 as Resin 1 to Resin 12, respectively.
[樹脂ペレットの処理と評価]
実施例1〜8
製造例1〜8で得られた樹脂1〜8について、以下の処理と評価を行った。
[Processing and evaluation of resin pellets]
Examples 1-8
The following treatments and evaluations were performed for the resins 1 to 8 obtained in Production Examples 1 to 8.
<剪断処理>
得られた共重合ポリエステル樹脂ペレットを、ソリッドエアー(ホソカワミクロン社製 型式:SJS−4−1.5)にて、室温で、回転数100rpmの条件で1パス(滞留時間は20分と計算される)の剪断処理を行い、剪断処理の前後で共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度を測定した。剪断処理前のペレットの明度L0と、剪断処理後のペレットの明度L1との差(L1−L0)を表2に示した。
<Shearing>
The obtained copolyester resin pellet is calculated as 1 pass (residence time of 20 minutes) at room temperature and at a rotation speed of 100 rpm in solid air (model: SJS-4-1.5 manufactured by Hosokawa Micron). ) And the brightness of the copolymer polyester resin pellets was measured before and after the shearing treatment. Table 2 shows the difference (L1-L0) between the lightness L0 of the pellet before shearing and the lightness L1 of the pellet after shearing.
<結晶化処理>
剪断処理を施した共重合ポリエステル樹脂ペレットを、以下に示すような方法で流動床にて結晶化処理を行った。結晶化処理後のペレットの密度、結晶化処理前後の固有粘度(IV0、IV1)を測定し、固有粘度差(IV1―IV0)を表2に示した。
<Crystallizing treatment>
The copolymerized polyester resin pellets subjected to the shearing treatment were subjected to crystallization treatment in a fluidized bed by the following method. The density of the pellets after the crystallization treatment and the intrinsic viscosities (IV0, IV1) before and after the crystallization treatment were measured, and the intrinsic viscosity differences (IV1-IV0) are shown in Table 2.
1.内径30mm、高さ350mm円筒状ガラス管にペレット10gを充填する。このガラス管には不活性ガスとして窒素ガスが通気できるよう、底部にノズル、上部から形外に放出されるようになっている。
2.窒素ガスはペレットが流動する状態で整流するよう、80〜90L/min(常温換算)の量でガラス管に供給する。
3.結晶化は、予め設定温度に昇温されたオイルバス中にペレットが充填密閉されたガラス管を浸漬させ、加熱した窒素ガスを通気しながら、処理温度150℃で60分間行う。
4.処理終了後、オイルバスからガラス管を抜き出し、常温まで放冷した後にガラス管からペレットを取り出し、固着率の判定とヘーズの評価を行う。
1. A cylindrical glass tube having an inner diameter of 30 mm and a height of 350 mm is filled with 10 g of pellets. The glass tube is discharged from the nozzle at the bottom and out of shape so that nitrogen gas can be passed as an inert gas.
2. Nitrogen gas is supplied to the glass tube in an amount of 80 to 90 L / min (converted to normal temperature) so as to rectify in a state where the pellets flow.
3. Crystallization is performed for 60 minutes at a processing temperature of 150 ° C. while immersing a glass tube filled and sealed with pellets in an oil bath heated to a preset temperature and ventilating heated nitrogen gas.
4). After completion of the treatment, the glass tube is taken out from the oil bath, allowed to cool to room temperature, then the pellet is taken out from the glass tube, and the sticking rate is judged and the haze is evaluated.
<固着率の測定、ヘーズ評価>
上記の方法で結晶化処理を行ったペレットについて、下式(2)で固着率(φ)を求め、下記の固着評価の判定基準に従って評価した。
また、固着率が10%以下のペレットについて、成形後、ヘーズ測定を行った。固着率が10%を超える樹脂は成形困難なため、ヘーズ測定は行わなかった。結果を表2に示した。
固着率(φ)=固着物(*)の重量/全重量×100(%) (2)
(* 2個以上融着したペレットを固着物とする。)
固着評価の判定基準(各数値は固着率:%の値を示す)
◎:0≦φ<2.0
○:2.0≦φ<5.0
△:5.0≦φ≦10.0
×:10.0<φ
<Measurement of adhesion rate, haze evaluation>
About the pellet which performed the crystallization process by said method, the sticking rate ((phi)) was calculated | required by the following Formula (2), and it evaluated in accordance with the determination criteria of the following sticking evaluation.
Moreover, haze measurement was performed after shaping | molding about the pellet with a fixation rate of 10% or less. Since the resin having an adhesion rate exceeding 10% is difficult to mold, haze measurement was not performed. The results are shown in Table 2.
Adhesion rate (φ) = weight of adhering matter (*) / total weight × 100 (%) (2)
(* Use two or more fused pellets as fixed matter.)
Judgment criteria for sticking evaluation (each figure shows sticking rate:%)
A: 0 ≦ φ <2.0
○: 2.0 ≦ φ <5.0
Δ: 5.0 ≦ φ ≦ 10.0
×: 10.0 <φ
比較例1〜4
実施例1において、製造例9〜12の樹脂を用いた以外は、実施例1と同様の操作及び評価を行った。結果を表3に示す。樹脂9、11は固着防止効果は認められたものの、成形後のヘーズが高く、樹脂10、12は固着防止効果は認められなかった。
Comparative Examples 1-4
In Example 1, operation and evaluation similar to Example 1 were performed except having used resin of manufacture examples 9-12. The results are shown in Table 3. Resins 9 and 11 showed an anti-adhesion effect, but the haze after molding was high, and resins 10 and 12 did not show an anti-adhesion effect.
比較例5〜12
実施例1〜8において、剪断処理を行わない以外は実施例1〜8と同様の操作及び評価を行なった。結果を表4に示す。
Comparative Examples 5-12
In Examples 1-8, operation and evaluation similar to Examples 1-8 were performed except that no shearing treatment was performed. The results are shown in Table 4.
比較例13〜18
実施例2〜4及び6〜8において、ソリッドエアーの条件を回転数40rpm(1パスの滞留時間は5分と計算される)とした以外は実施例2〜4及び6〜8と同様の操作及び評価を行なった。結果を表5に示す。
Comparative Examples 13-18
In Examples 2 to 4 and 6 to 8, the same operation as in Examples 2 to 4 and 6 to 8 except that the solid air condition was 40 rpm (the residence time of one pass was calculated to be 5 minutes). And evaluation. The results are shown in Table 5.
比較例19〜26
実施例1〜8において、結晶化処理を、内径50mm、高さ100mm円筒状容器に剪断処理後のペレット100gを充填し、ペレットに77kPaの荷重がかかるように重しを載せ、固定床にて熱風乾燥機(エスペック社製「イナートオーブンIPHH−201」)中、窒素雰囲気下にて150℃で、6時間行う以外は実施例1〜8と同様の操作及び評価を行なった。結果を表6に示す。
Comparative Examples 19 to 26
In Examples 1 to 8, the crystallization treatment was performed by filling a cylindrical container with an inner diameter of 50 mm and a height of 100 mm with 100 g of the pellet after shearing, placing a weight on the pellet so that a load of 77 kPa was applied, and using a fixed bed. The same operations and evaluations as in Examples 1 to 8 were performed in a hot air dryer (“Inert Oven IPHH-201” manufactured by Espec Corp.) at 150 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. The results are shown in Table 6.
実施例9,10
実施例1及び5において、結晶化処理を170℃で行う以外は実施例1及び5と同様の操作及び評価を行なった。結果を表7に示す。
Examples 9 and 10
In Examples 1 and 5, the same operations and evaluations as in Examples 1 and 5 were performed except that the crystallization treatment was performed at 170 ° C. The results are shown in Table 7.
実施例11
実施例3において、剪断処理をサタケ製「精米機1PR−7B」に1パスで実施する以外は実施例3と同様の操作及び評価を行なった。また、ペレットの表面粗さ、表面凹凸、ラマン分光法による評価を行った。結果を表8に示す。
Example 11
In Example 3, the same operation and evaluation as in Example 3 were performed except that the shearing process was performed on Satake “Rice Mill 1PR-7B” in one pass. Moreover, the surface roughness of the pellet, surface unevenness, and evaluation by Raman spectroscopy were performed. The results are shown in Table 8.
実施例12
実施例3において、剪断処理におけるソリッドエアーの条件を回転数100rpm(1パスの滞留時間は10分と計算される)とした以外は実施例3と同様の操作を行なった。また、ペレットの表面粗さ、表面凹凸、ラマン分光法による評価を行った。結果を表8に示す。
Example 12
In Example 3, the same operation as in Example 3 was performed, except that the condition of solid air in the shearing process was 100 rpm (the residence time of one pass was calculated as 10 minutes). Moreover, the surface roughness of the pellet, surface unevenness, and evaluation by Raman spectroscopy were performed. The results are shown in Table 8.
比較例27
実施例3において、剪断処理を、内壁に紙ヤスリ(永塚工業社製「#180紙ヤスリ」)を巻き付けたガラス管中に、ペレット20gを充填し、しんとう機(TAITEC社製「recipro shaker SR−25」)で300rpm、50分間処理することにより行った以外は実施例3と同様の操作及び評価を行なった。また、ペレットの表面粗さ、表面凹凸、ラマン分光法による評価を行った。結果を表8に示す。
Comparative Example 27
In Example 3, a shearing treatment was performed by filling 20 g of pellets into a glass tube in which a paper file (“# 180 paper file” manufactured by Nagatsuka Kogyo Co., Ltd.) was wrapped around the inner wall, 25 ”), and the same operation and evaluation as in Example 3 were performed except that the treatment was performed at 300 rpm for 50 minutes. Moreover, the surface roughness of the pellet, surface unevenness, and evaluation by Raman spectroscopy were performed. The results are shown in Table 8.
比較例28
実施例3において、剪断処理を、気力輸送による配管内壁にペレットを衝突させることにより行った以外は実施例3と同様の操作及び評価を行なった。また、ペレットの表面粗さ、表面凹凸、ラマン分光法による評価を行った。結果を表8に示す。
Comparative Example 28
In Example 3, the same operation and evaluation as in Example 3 were performed, except that the shearing treatment was performed by colliding the pellet with the inner wall of the pipe by pneumatic transportation. Moreover, the surface roughness of the pellet, surface unevenness, and evaluation by Raman spectroscopy were performed. The results are shown in Table 8.
以上の結果から、本発明によれば、結晶化処理、その後の乾燥処理などの熱処理工程において、樹脂ペレット同士の固着が低減された共重合ポリエステル樹脂ペレットを提供することができることが分かる。
特に、表8の結果から次のことが分かる。
From the above results, it can be seen that according to the present invention, it is possible to provide copolymer polyester resin pellets in which adhesion between resin pellets is reduced in a heat treatment step such as crystallization treatment and subsequent drying treatment.
In particular, the following can be seen from the results in Table 8.
表8における表面粗さ(Ra)の評価は、特許第3061424号公報記載の方法に準拠するものである。
特許第3061424号公報では、剪断処理前後のペレットの表面粗さ(Ra)を評価しており、その差がRa1−Ra0≧0.2μmにおいて固着防止効果が見込めると記載されている。しかし、実施例11、12及び比較例27、28の結果から、その範囲内外において、Ra1−Ra0では固着性について説明できないことが分かった。即ち、例えば、Ra1−Ra0=0.17でも固着が防止され、Ra1−Ra0=0.2でも固着が起こる。これは、本発明で対象とするものが共重合ポリエステル樹脂であるためと考えられる。
The evaluation of the surface roughness (Ra) in Table 8 is based on the method described in Japanese Patent No. 3061424.
Japanese Patent No. 3061424 evaluates the surface roughness (Ra) of the pellets before and after the shearing treatment, and describes that the difference can be expected to have an anti-adhesion effect when Ra 1 −Ra 0 ≧ 0.2 μm. However, from the results of Examples 11 and 12 and Comparative Examples 27 and 28, it was found that Ra1-Ra0 cannot explain the adhesiveness within and outside the range. That is, for example, even when Ra 1 -Ra 0 = 0.17, the sticking is prevented, and even when Ra 1 -Ra 0 = 0.2, the sticking occurs. This is presumably because the object of the present invention is a copolyester resin.
また、表8における剪断処理前後のペレットの表面凹凸高低差は、特許第2935132号公報の方法に準拠するものである。
特許第2935132号公報では、剪断処理後のペレットの表面凹凸高低差を評価しおり、その差が1〜50μmにおいて固着防止効果が見込めると記載されている。しかし、実施例11、12及び比較例27、28の結果から、その範囲内の表面凹凸高低差では固着性について説明できないことがわかった。即ち、例えば、この表面凹凸高低差が3.3μmでも固着が起こる。これは、本発明で対象とするものが共重合ポリエステル樹脂であるためと考えられる。
Moreover, the surface unevenness | corrugation height difference of the pellet before and behind a shearing process in Table 8 is based on the method of patent 2935132.
Japanese Patent No. 2935132 evaluates the surface unevenness difference of the pellets after the shearing treatment, and describes that the effect of preventing sticking can be expected when the difference is 1 to 50 μm. However, from the results of Examples 11 and 12 and Comparative Examples 27 and 28, it was found that the adhesiveness could not be explained by the surface unevenness difference within the range. That is, for example, the sticking occurs even when the surface unevenness difference is 3.3 μm. This is presumably because the object of the present invention is a copolyester resin.
更に、表8の剪断処理前後のペレット表面のラマン分光法での評価は、特許第3475709号公報の方法に準拠するものである。
特許第3475709号公報では、剪断処理前後のペレット表面をラマン分光法により評価しており、剪断処理後ではカルボニルピーク半値幅の値が減少するとしている。ところが、実施例11、12及び比較例27、28において、剪断処理前後の半値幅に変化は認められなかった。これは、本発明で対象とするものが共重合ポリエステル樹脂であるためと考えられる。
Furthermore, the evaluation by the Raman spectroscopy of the pellet surface before and after the shearing treatment in Table 8 is based on the method of Japanese Patent No. 3475709.
In Japanese Patent No. 3475709, the pellet surface before and after the shearing treatment is evaluated by Raman spectroscopy, and the carbonyl peak half-value width is reduced after the shearing treatment. However, in Examples 11 and 12 and Comparative Examples 27 and 28, no change was observed in the half width before and after the shearing treatment. This is presumably because the object of the present invention is a copolyester resin.
これらのことから、共重合ポリエステル樹脂と共重合成分を含まないポリエステル樹脂とでは、物性ないし特性が大きく異なるため、通常のポリエステル樹脂における知見を共重合ポリエステル樹脂に当てはめることはできず、共重合ポリエステル樹脂には共重合ポリエステル樹脂独自の固着防止のための処理基準が必要であることが分かる。 For these reasons, the physical properties and characteristics of the copolymerized polyester resin and the polyester resin that does not contain a copolymerized component are greatly different, so the knowledge of ordinary polyester resins cannot be applied to the copolymerized polyester resin. It can be seen that the resin must have a processing standard for preventing sticking unique to the copolyester resin.
本発明により製造される共重合ポリエステル樹脂は、熱処理工程でのペレット同士の固着が起こりにくく、生産性、取り扱い性に優れ、また、成形品に加工した後の透明性に優れており、波板やチューブなどの押出成形品、化粧品容器、ビールグラス、日用雑貨などの射出成形品用途に好適に使用することができる。 The copolyester resin produced according to the present invention hardly adheres to pellets in the heat treatment step, has excellent productivity and handleability, and has excellent transparency after being processed into a molded product. It can be suitably used for injection-molded products such as extrusion products such as tubes and tubes, cosmetic containers, beer glasses, and daily goods.
Claims (4)
a)得られる共重合ポリエステル中のテレフタル酸以外のジカルボン酸成分由来の残基と、エチレングリコール以外のジオール成分由来の残基との合計が、全ジカルボン酸成分由来の残基に対して5〜20モル%である。
b)剪断処理前の共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度L0と、剪断処理後の共重合ポリエステル樹脂ペレットの明度L1との差(L1−L0)が、下記式(1)を満足する。
0.3≦L1−L0≦10.0 (1) A reaction step of obtaining a copolymerized polyester resin pellet by reacting a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid and / or an ester-forming derivative thereof as a main component with a diol component containing ethylene glycol as a main component, and the resulting copolymerization A shearing process for shearing the polyester resin pellets, and the copolymerized polyester resin pellets after shearing are heated to a temperature above the glass transition temperature and below the melting point of the copolymerized polyester resin in a state where the pellets are flown to crystallize. A method for producing a copolyester resin comprising: a crystallization treatment step for carrying out the treatment, wherein the copolyester resin satisfies the following a) and b).
a) The total of residues derived from dicarboxylic acid components other than terephthalic acid in the copolymerized polyester and residues derived from diol components other than ethylene glycol is 5 to 5 based on residues derived from all dicarboxylic acid components. 20 mol%.
b) The difference (L1-L0) between the lightness L0 of the copolymerized polyester resin pellets before the shearing treatment and the lightness L1 of the copolymerized polyester resin pellets after the shearing treatment satisfies the following formula (1).
0.3 ≦ L1−L0 ≦ 10.0 (1)
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