KR100432287B1 - 결정성중합체펠렛을형성시키기위한방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 중합체를 입자로 형성시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 비결정성 폴리에스테르 용융물로부터 결정성의 균일한 펠렛을 형성시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 폴리에스테르 펠렛은 예를 들면 고분자량 폴리에스테르의 제조 공정을 위한 공급재료로서 유용하다.

Description

결정성 중합체 펠렛을 형성시키기 위한 방법 및 장치 {A PROCESS AND APPARATUS FOR FORMING CRYSTALLINE POLYMER PELLETS}

본 발명은 중합체를 입자로 형성시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 비결정성 폴리에스테르 용융물로부터 결정성의 균일 펠렛을 형성시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

점성 물질로부터 입자를 형성시키는 것은 잘 공지되어 있다. 통상적인 방법 및 장치는 종종 연속적으로 수거되고 고형화되는 액체 부분 또는 액적의 형성을 포함한다. 예를 들면, 프로에슈케(Froeschke)의 미국 특허 제 4,279,579 호에는 컨베이어상으로 유동가능한 매스(mass)의 압출을 위한 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 내부 및 외부 원통형 동축 컨테이너를 갖는다. 외부 컨테이너 안에 위치한 내부 컨테이너는 유동가능한 매스를 분배하기 위한 통로를 갖는다. 외부 컨테이너는 많은 오리피스를 갖고 내부 컨테이너 주위로 회전한다. 외부 컨테이너가 회전함에 따라, 외부 컨테이너상의 오리피스는 내부 컨테이너상의 통로와 주기적으로 일직선으로 배열된다. 각각의 일직선 배열에 있어서, 유동가능한 매스는 내부 컨테이너로부터 유동하여 일직선으로 배열된 오리피스를 통과하고 배분되어 컨베이어상에 예를 들면 컨베이어 벨트상에 침착되어 종종 파스틸(pastilles)이라고 언급되는 것을 형성한다.

창(Chang) 등의 미국 특허 제 5,340,509 호에는 매우 높은 용융 유동 결정성 중합체, 즉 폴리올레핀 단독중합체, 폴리올레핀 공중합체 또는 이들의 혼합물인 결정성 중합체를 펠렛화하기 위한 파스틸화공정에 대해 개시되어 있다. 처음에는, 용융된 중합체를 액적-형성 수단으로 이동시킨다. 액적-형성 수단은, 일반적으로 내부 컨테이너 주위로 회전되어 균일한 양의 중합체 용융물을 액적으로서 만들 수 있는, 오리피스를 갖는 외부 컨테이너이다. 액적은 컨베이어 상에 수거되는데, 여기서 액적은 액적을 고형화하기에 충분한 시간동안 냉각된다.

강한 균일한 폴리에스테르 물질의 펠렛을 형성시키는 것은 어려우며 또한 문제점이 있다. 예를 들면, 올리고머 또는 프리폴리머를 특징으로 하는 저분자량 폴리에스테르는 초기 입자 형성이 어려울 만큼 낮은 점성을 가질 수 있다. 올리고머는 균일한 모양 및 크기의 입자 또는 펠렛을 형성하기에는 너무 액체상일 수 있다. 이는 비교적 짧은 쇄 길이를 갖는 올리고머는 비교적 소량의 쇄 꼬임 및 제한된 분자내 결합 또는 힘을 가질 수 있기 때문이다.

폴리에스테르 입자를 형성시키기 위한 공지된 공정은 구조적 일체성이 부족한 입자를 생성할 수 있다. 이러한 입자의 결점은 취급하기 어렵고 수송 또는 다른 기계적 조작중에 마모되기 쉽다는 것이다. 마모는 바람직하지 않은 양의 핀(fines)을 발생시킬 수 있다.

폴리에스테르 입자는 고체-상태("고체상") 중합반응 공정을 포함하는, 더 높은 분자량의 중합체를 제조하기 위한 공정에 공급재료로서 유용하다. 이러한 공정에 있어서, 입자가 일정한 특성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 각각의 입자 내에서 균일한 중합반응을 위하여 비교적 균일한 크기 및 모양을 갖는 입자가 바람직할 것이다. 고체상 중합 반응에 있어서, 입자가 응집없이 고체상 중합반응의 고온을 견딜 수 있을 정도로 충분히 강한 것이 바람직하다.

통상적으로, 폴리에스테르의 강한 입자는 입자를 장기간 및 고가의 열처리 또는 어니링 단계에 도입시켜 수득할 수 있다. 이러한 어니링은 입자의 결정도 및 강성을 증가시킨다. 그러나, 이러한 어니링은 일반적으로 고분자량 생성물을 제조하기 위한 전반적인 공정에 시간과 비율을 가중한다. 이러한 어니링을 감소시키거나 제거하는 것이 바람직할 것이다.

위에서 살펴보았듯이, 폴리에스테르 입자를 형성시키기 위한 개선된 공정 및 장치에 대한 필요성이 존재한다. 더욱 경제적이고 효율적으로 양질의 폴리에스테르 입자를 제조할 필요가 있으며, 이러한 입자들은 예를 들면 격렬한 환경하에 그리고 사용전 제한적으로 예비-처리시 추가의 중합반응을 위한 공급재료로서 유용하다. 또한, 저분자량 폴리에스테르 올리고머를 결정성 입자로 형성시키기 위한 개선된 공정에 대한 필요성이 존재한다. 게다가, 생성된 입자가 통상적인 방법과 비교하여 개선된 결정성의 형태성 또는 관련된 성질을 나타낸다면 역시 유리할 것이다.

발명의 요약

본 발명은

(a) 중합체 용융물을 컨베이어의 표면상으로 계량첨가하기 위한, 직경 0.5 내지 5 mm의 상응하는 개구부를 한정하는 다수의 유출구를 갖는 회전가능한 컨테이너를 포함하는 펠렛 성형기;

(b) 펠렛 성형기로부터 중합체 용융물을 다수의 액적 또는 결정화 펠렛의 형태로 수용하기 위한, 펠렛 성형기의 유출구에 따른 움직임에 적합하고 결정화 부분(section)을 통해 펠렛을 운반하기에 적합한 표면을 포함하는 컨베이어; 및

(c) 펠렛이 컨베이어의 표면상으로 수용되는 지점으로부터 연장되고 적어도 컨베이어의 일부분을 따라 상기 지점까지 하류방향으로 연장되며, 결정화 부분을 통과할 때 컨베이어의 표면의 온도를 소정의 온도 범위 내에서 50℃ 이상으로 제어하기 위한 수단을 추가로 포함하는 결정화 부분

을 포함하는, 중합체 용융물로부터 중합체의 펠렛을 형성시키기 위한 장치를 제공한다.

상업적인 실행에 있어서, 결정화 부분은, 결정화 부분 안에서 표면에 펠렛이 소정의 온도 범위 내에서 소정의 시간동안 도입되도록 표면 온도를 제어하기 위한 온도 제어기를 추가로 포함할 수 있다.

상기 장치는 약 25℃ 초과의 유리전이온도(T_g)를 갖는 폴리에스테르 중합체의 펠렛을 형성함을 포함하는, 다양한 용도를 가질 수 있다. 하나의 이러한 공정은

(a) 회전가능한 컨테이너에서 다수의 유출구를 통해 폴리에스테르 중합체의 중합체 용융물을 계량첨가하여 다수의 용융된 액적을 형성시키는 단계(여기서, 각각의 유출구는 직경이 0.5 내지 5 mm인 오리피스를 한정한다);

(b) 가열 대역 안에서 소정의 온도 범위 내로 유지되는 고체 이동 표면상에 용융된 액적을 형성된 직후 수거하여, 펠렛이 가열 대역 안에서 소정의 시간동안 고체 이동 표면과 접촉되도록 유지하는 단계를 포함한다.

도 1은 중합체 펠렛을 형성시키기 위한 바람직한 공정 및 장치를 도시한다.

도 2는 도 1의 장치의 결정화 부분의 횡단면도이다.

본 발명은 저분자량 중합체 입자 또는 펠렛을 형성시키기 위한 장치 및 공정을 제공한다. 중합체 펠렛은 파스틸화 장치라고 통상적으로 명명되는 펠렛 성형기 안에서 형성되고, 고온 표면상에 수거된다. 고온 표면은 펠렛이 (용융물로부터) 상대적으로 냉각되는 속도 및 상대적으로 냉각되는 온도를 제어한다. 따라서 형성된 펠렛은 비교적 균일한 크기 및 모양을 가질 수 있다. "비교적 균일한"이란 용어는 펠렛의 90중량% 이상이 평균 직경의 ±30% 안에 있다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 입자의 95중량% 이상이 평균 직경의 ±10% 이내에 있다.

본 발명의 공정으로, 다양한 다른 통상적인 방법 및 장치에 의해 형성된 펠렛 보다 더욱 강하고 더욱 내마모성인 펠렛을 형성할 수 있다. 펠렛은, 추가의 어니링(annealing)과 함께 또는 어니링 없이 수송 또는 고체상 중합반응에 의한 후속 처리에 적합할 수 있다.

펠렛을 형성시키기 위한 장치를 포함하는 본 발명의 한가지 실시양태가 도 1 및 도 2에서 도식적으로 설명되어 있다.

본 발명의 목적에 있어서, "펠렛"이란 용어는 규칙적이든 또는 불규칙적이든 임의의 모양 또는 구조를 갖는 임의의 주어진 물질의 불연속 단위 또는 부분을 의미한다. 따라서, "펠렛"이란 용어는 주어진 물질의 입자, 액적, 조각, 부분 또는 파스틸을 포함할 수 있다. "중합체"란 용어는 단량체로 명명되는 반복되는 구조적 단위로 필수적으로 구성된 화합물들의 화합물 또는 혼합물을 의미하고, 이는 프리폴리머 또는 올리고머, 즉 저분자량을 갖는 중합체 또는 고분자량 중합체를 위한 공급재료용 중합체를 포함하는 의미이다.

"용융된 중합체"란 용어는 융점 또는 그 이상의 온도에서의 중합체를 의미한다. 게다가, "용융된 액적" 또는 "액적"이란 용어는 적어도 부분적으로 중합체의 융점 또는 그 이상의 온도인 중합체의 일부분을 의미한다. 따라서, 온도 구배가 액적 안에 존재할 수 있고, 따라서 형성된 직후 결정화를 시작할 수 있다.

중합체의 융점(Tm)은 바람직하게는 차동 스캐닝 열량계(Differential Scanning Calorimetry, DSC)에 의해 측정했을 때, 제 1 가열시 주요 용융 흡열의 최대로서 측정된다. 주어진 펠렛의 가장 큰 횡단면 크기가 펠렛 크기를 의미한다.

완전한 공정의 일부로서, 액적 성형기는 도관 또는 다른 물질 이동 수단을 통해 중합체를 용융형태로 제조하기 위한 수단과 연통될 수 있다. 중합체 용융물을 제조하기 위한 수단은 많은 변형을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이 수단은 중합체를 공급재료로서 플레이크, 펠렛 또는 조각 형태로 사용하는 압출기일 수 있다. 압출기는 공급재료를 융점 또는 더 높은 온도까지 가열하고 용융된 중합체를 액적 성형기로의 연속적인 이동을 위해 다양한 모양으로 압출할 수 있다.

중합체를 제조하기 위한 수단은 또한 중합반응을 위한 반응기를 포함할 수 있다. 이러한 반응기는 당해 기술분야에 잘 공지되어 있다. 중합반응은 종종 용융물 상태로 수행되고, 따라서 용융 중합장치 또한 본 발명에 따른 용융된 형태로 중합체를 제조하기 위한 수단으로서 적절하다. 중합체 용융물을 제조하기 위한 바람직한 반응기의 예는 본원에서 그 전체를 참조로서 인용하는 동시계류중인 통상적으로 양도된 특허원 제 CR-9524 호에 개시되어 있다. 물론, 본 발명의 장치 및 공정을 위한 공급재료로서 사용하기 위해, 중합체를 상업적으로 구입하거나 또는 중합체의 용융물을 제조하기 위한 수단에 후도입시키기 위해 미리 제조된 중합체를 저장할 수도 있다.

이러한 장치의 한가지 바람직한 실시양태를 도 1에 도식적으로 나타낸다. 펠렛 성형기(10)는 반응기 또는 용융 중합장치(도시되지 않음)로부터 중합체 용융물을 수용한다. 통상적인 용융 중합장치는 만일 사용된다면, 반응물을 수용하기 위한 유입구 및 중합체 용융물을 펠렛 성형기(10)로 수송하기 위한 도관에 연결된 유출구를 통상적으로 가진다. 상기 유출구는 회전가능한 컨테이너의 축방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다. 유출구를 빠져나가는 중합체는 일반적으로 그의 융점 또는 그 이상이다. 중합체는 임의의 압력 변환 장치(예: 변속 변환 펌프 또는 용융 기어 펌프)에 의해 펠렛 성형기까지 이동될 수 있다.

펠렛 성형기(10)는 통상적으로 가장 넓은 의미의 용어로 파스틸화 장치 또는 파스틸화기로서 언급된다. 다양한 유형의 파스틸화기가 다양한 용도에 대해 당해 기술분야에 공지되어 있다. 한가지 실시양태에서 파스틸화기는 일반적으로 내부 및 외부 동축 원통형 컨테이너를 포함한다. 따라서, 반응기로부터 이동된 중합체 용융물은 내부 컨테이너 또는 실린더 안으로 수용될 것이다. 외부 컨테이너는 외부 컨테이너의 둘레상에 원주를 따라 이격된 다수의 오리피스를 갖는다. 다수의 오리피스는 외부 실린더가 회전할 때 이들이 계량 바아 또는 채널을 따라 내부 컨테이너상에 일직선으로 배열되도록 배치된다. 외부 컨테이너상의 오리피스는 일반적으로 약 0.5 내지 약 5 mm의 크기일 수 있다. 중합체 용융물을 함유하는 내부 실린더는 감압하에 있고, 외부 컨테이너상의 다수의 오리피스 각각이 내부 실린더상의 계량 바아 또는 채널과 일직선으로 배열될 때 용융물을 균일한 양으로 분배한다. 상기 파스틸화기는 예를 들면 로토포머(ROTOFORMER)^R[제조원: 뉴저지주 토타와 소재의 샌드비크 프로세스 시스템(Sandvik Process Systems)]로서 시판중이다. 최대 생산규모의 경제적인 효율을 위한 상업적인 용도에서, 파스틸화기의 외부 실린더상에 많은 오리피스가 존재할 수 있으며, 즉 일반적으로 공정의 규모에 따라 100개 이상, 예를 들면 100 내지 50,000개가 존재할 수 있다. 펠렛은 적절히 1kg 내지 10미터톤/시간, 바람직하게는 1 내지 10미터톤/시간의 규모로 생산할 수 있다. 형성된 펠렛은 1 내지 10 mm의 평균 크기를 가질 수 있다. 이러한 공정에 있어서, 파스틸화기는 목적하는 생산율로 컨베이어 표면까지 펠렛을 공급하기에 충분한 속도로 회전하기에 적합할 것이다.

또한, 펠렛 성형기가 회전가능한 컨테이너의 내면에 인접한 긴 채널을 갖는 정지상 컨테이너를 추가로 포함하고, 상기 긴 채널은 회전가능한 컨테이너의 종방향 축에 평행하고 각각의 유출구와 주기적으로 연통되도록 적용됨으로써 상기 긴 채널이 다수의 유출구와 연통될 때 이들 다수의 유출구로부터 중합체 용융물의 액적 부분이 정기적으로 빠져나오게 된 것일 수도 있다. 회전가능한 컨테이너는 실질적으로 수평한 길이방향 축을 따라 회전가능한 원통형 드럼일 수 있다.

파스틸화기(10)에 의해 형성된 액적 또는 결정화 펠렛(18)은 컨베이어 벨트의 이동 표면(12) 상으로 직접 수용되고, 여기서 이동 표면은 실질적으로 수평이다. "실질적으로 수평"이란 용어는 수평으로부터 10°이상 차이나지 않는다는 의미이다. "이동 표면"이란 용어는 펠렛을 지지하고 수송할 수 있는 임의의 표면을 의미한다. 이동 표면(12)은 일반적으로 파스틸화기의 외부 컨테이너의 회전 방향에 접선 방향으로 파스킬화기에 따라 이동한다. 이동 표면(12)은 하부 표면(16) 및 상부 표면(14)을 가지며, 상부 표면은 펠렛을 지지하는 실질적으로 평행한 이동 표면을 포함한다. 이동 표면(12)은 펠렛을 가열 부분이라 명명할 수도 있는 결정화 부분을 통해 운반한다. 비록 선택된 속도가 펠렛이 결정화 부분 안에 있게 되는 시간을 변화시키기 위해 변화될 수도 있지만, 일반적으로 이동표면은 펠렛을 결정화 부분으로 통과시키기 위한 일정한 속도에서 유지된다.

본 발명의 장치의 중요한 특성 또는 구성요소는 결정화 부분이다. 결정화 부분은 펠렛이 파스틸화기(10)로부터 이동 표면으로 수용되는 지점에 또는 이 지점 매우 가까이에서 시작하여 컨베이어 이동 표면의 적어도 일부분을 따라 연장된다.

장치의 결정화 부분의 중요한 특징은, 이동 표면이 결정화 부분을 승온하에 통과할 때, 이동 표면의 온도를 제어하기 위한 수단을 포함한다는 것이다. 표면 온도를 제어하기 위한 상기 수단은 표면 온도를 50 내지 240℃의 범위 내로 제어하는 것일 수 있다. 또한, 표면 온도를 제어하기 위한 수단이 표면을 가열하기 위한 다수의 차동 가열기를 포함하는 것일 수도 있다. 표면 온도를 제어하기 위한 수단은 펠렛이 컨베이어상으로 도입되는 지점의 상류 및 하류 둘 다에 배치된 가열기를 포함할 수 있다. 가열코일을 함유하는 오븐을 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 장치에서, 결정화 부분 안에서 상부 표면(14)의 온도는 컨베이어의 표면 물질에 따라 50℃ 이상에서 유지된다. 표면 물질이 금속이면, 통상적인 가열기는 실용시 50℃이상까지, 바람직하게는 100℃이상까지, 더욱 바람직하게는 100 내지 225℃ 까지 온도가 상승될 수 있어야 하고, 이는 표면의 열전달 계수에 의존할 수 있다. 상기 표면의 온도는 50℃ 내지 중합체(예를 들면, 폴리에스테르)의 융점 보다 30℃ 아래인 온도 사이의 소정의 온도 범위 내로 제어될 수 있다. 그러나, 컨베이어 표면이 강과 같은 금속보다 낮은 열전달 계수를 가진다면, 본 발명의 넓은 공정에 걸쳐서, 온도는 50℃ 미만으로 변화할 수 있다.

비록 결정화 부분을 따른 일부 구배가 허용될 수 있더라도, 결정화는 비교적 안정한 온도를 유지할 수 있어야 한다. 바람직하게는, 결정화 부분에서의 표면 온도는 하기 내용에 따라 조심스럽게 제어된다.

바람직하게는, 이동 표면(12)의 하부 표면의 일부를 결정화 부분 안에서 가열한다. 펠렛이 컨베이어 표면상에 수용되는 지점 전에 가열기를 둘 수 있고, 이 경우 결정화 부분은 절연 및/또는 미약한 가열만을 필요로 할 수 있다. 결정화 부분은 도 1의 결정화 부분(20) 안에 도시된 바와 같이, 열교환 유체의 온도 및/또는 유동을 조절하기 위한 수단 및 하부 표면(16)에 열교환 유체의 유동을 공급하기 위한 수단을 추가로 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실시양태에서, 공기 가열기(26)는 이동 표면(12)의 하부 표면(16) 부분을 둘러싸면서, 하위 플리넘(plenum)(24)까지 가열된 공기를 공급한다. 하위 플리넘(24)은 일반적으로 열교환 유체를 위한 유입구 및 유출구를 함유하여, 열교환 유체가 하위 플리넘(24)을 통해 연속적으로 순환할 수 있도록 한다. 하위 플리넘(24)은 결정성 부분을 포함하는 이동 표면(12) 부분을 따라 연장된다. 이런 식으로, 펠렛(18)을 형성된 직후 적절히 가열하고 이동 표면(12)상에 수거한다.

이동 컨베이어 표면으로부터 바로-형성된 중합체 펠렛까지의 신속한 열전달을 수득하기 위해, 컨베이어 이동 표면(12)용 물질이 비교적 높은 열전달 계수를 갖는 것이 바람직하다. 금속, 예를 들면 높은 열전달 계수를 갖는 강과 같은 금속이 이러한 목적에 특히 유용하다. 다른 물질, 예를 들면 플라스틱 또는 플라스틱 피복물도 가능하지만, 이러한 금속이 컨베이어 이동 표면을 위한 바람직한 물질이다.

결정화 부분 안에 있는 이동 표면(12)의 상부 표면(14)의 온도는 결정화 부분 안에 위치한 온도 감지기(28)를 사용하여 자동적으로 제어될 수 있거나 또는 수동으로 제어될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 온도 제어기는 결정화 부분 안에서 소정의 온도 범위내로 이동 컨베이어 표면(12)의 상부 표면(14)의 온도를 자동적으로 제어할 수 있다. 펠렛을 지지하는 컨베이어 이동 표면의 속도 제어와 온도 제어로 인해, 펠렛(18)이 예정될 수 있는 최소한의 시간동안 소정의 온도 범위에 도입될 것이다. 이는 펠렛(18)이 결정화 부분을 통과함에 따라 발생한다. 일반적으로 온도 제어기는 결정화 부분 안에 상부 표면(14)의 온도를 측정하기 위한 감지기(28), 감지기에 의해 측정된 온도와 소정의 온도범위 안에서 설정치 온도를 비교하기 위한 비교수단(도시되지 않음), 및 이동 표면(12)의 하부 표면(16)에 공급된 열교환 유체의 온도를 조절하기 위한 온도 조절장치(도시되지 않음)를 포함한다. 통상적인 온도 제어기는 당해 기술분야에 잘 공지되어 있고, 숙련인들이 인지하는 바와 같이, 광범위한 공급원으로부터 시판중이다.

결정화 부분이 주위보다 가열될 수도 있지만, 벨트의 금속 표면 온도 제어는 때때로 열교환 유체 또는 하부표면(16)으로부터의 열의 제거, 즉, 상대적 냉각을 필요로 한다. 일반적으로 열교환 유체가 연속적으로 공급되어 하부 표면(16)까지 유동하고, 설정치 온도가 초과될 경우, 제어기는 일반적으로 추가의 열 입력 금지 신호를 낼 것이다. 그러나, 이는 일반적인 결과가 하부표면(16)을 가열하고 결과적으로 상부 표면(14)을 가열하므로, 본 발명의 취지를 벗어나는 것은 아니다.

도 1에서, 이동 표면(12)의 하부 표면(16)을 위한 가열기는 결정화 부분안에 있다. 가열기의 제 1 기능은 이동 표면(12)을 가열하여 상부 표면(14)이 소정의 온도 범위 내에 있도록 하는 것이다. 이동 표면(12)을 소정의 온도 범위 내에서 온도가 유지되도록 가열하는 것은 당해 기술분야의 숙련인들에게 공지된 다양한 수단에 의해 수행할 수 있다. 가열을 위한 다양한 실시양태 및 장치가 본 발명의 범주안에 포함될 수 있다.

도 1의 바람직한 실시양태에 있어서, 가열은 일차적으로 이동 표면(12)의 하부 표면(16)을 가열함에 의한다. 전반적인 시스템은 또한 추가의 보조 가열 수단을 포함할 수 있다. 예를 들면, 펠렛(18)의 분해를 피하기 위한 제 2 온도-제어된(즉, 일반적으로 가열된) 열교환 유체, 바람직하게는 불활성 기체는 결정화 부분 안에 있는 펠렛을 지지하는 상부 표면(14) 부분을 가열하기 위해 제공될 수 있다. 바람직하게는 기체는 불활성이다. 적절한 기체는 질소, 희귀 기체(예: 아르곤 및 헬륨), 산소, 공기 등을 포함한다.

이러한 바람직한 실시양태에 있어서, 펠렛(18)을 승온에서 고온 이동 표면(12) 및 가열된 불활성 기체의 유동으로부터 온도 제어한다. 불활성 기체는 바람직하게는 상부 표면(14)의 온도보다 낮은 온도에 있다. 예를 들면, PET의 경우, 더 높은 온도도 가능하지만, 불활성 기체(예: 질소)의 온도는 일반적으로 25℃ 내지 100℃이다.

펠렛상으로 가열된 불활성 기체의 유동은 각각의 펠렛의 두께를 통해 존재하게 될 온도 구배를 제어하기 위해 제공될 수 있으며, 따라서 각각의 펠렛을 통해 더욱 균일한 결정화가 이루어질 수 있도록 해준다. 비록 결정화 부분 안에 있는 동안 펠렛 안에 온도 구배가 어느 정도까지는 발생하기 쉽지만, 최소한의 소정의 시간동안 펠렛 전체를 통해 온도가 균일할수록, 각각의 펠렛 안에서 결정화가 더욱 균일하기 이루어질 수 있을 것이다. 결정화 부분의 중요한 목표는 가능한 빨리 목적하는 결정화 온도까지 중합체 펠렛의 온도를 수득하고 이를 최소한의 시간동안 소정의 온도에서 유지시키는 것이다.

상기 지시한 바와 같이, 불활성 기체의 연속 유동 온도를 제어하는 동안, 설정 온도를 달성하기 위하여 기체를 가열하지 않는 일시적인 기간이 있을 수 있다. 그러나, 전체적인 효과는 기체, 즉 바로-형성된 펠렛(18)을 둘러싸는 대기에 의해 온도를 제어하는 것이다.

제 2 열교환 유체의 연속 유동물을 가열하고 공급하기 위한 제 2 수단이, 상위 플리넘(20)까지 공급된 질소 유동물을 가열하기 위한 가열기(22)로서 도 1에 도시되어 있다. 상위 플리넘(20)은 상부 표면(14)을 결정화 부분안에서 둘러쌀 수 있고, 일반적으로 상위 플리넘(20)을 통해 질소를 연속적으로 순환시키기 위한 유입구 및 유출구를 함유한다.

도 2는 결정화 부분을 둘러싸는 상위 플리넘 및 하위 플리넘의 횡단면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트(12)는 하위 플리넘(24)의 상위 개구부를 덮고 있다. 벨트를 위한 롤러가 점선으로서 아래에 도시되어 있다. 컨베이어 벨트(12)는 또한 상위 플리넘(20)의 하부 개구부를 덮을 수 있도록 해준다. 일반적으로 테플론(TEFLON)^R(제조원: 델라웨어주 윌밍톤 소재의 듀퐁)으로 제조된 벨트상에 있는 밀봉부(42)는 상위 플리넘(20)을 통해 순환되는 열교환 유체의 과량의 손실을 방지하기 위해 사용될 수 있다.

상부 표면(14)의 온도를 소정의 범위 안에 유지시키는 것을 보조하기 위한 보조 가열의 예로서, 제 3 열교환 유체를 컨베이어의 상류 롤러(30) 안에 위치된 내부 챔버(34)에 공급할 수 있다. 내부 챔버(34)는 제 3 열교환 유체를 가열하고 순환시키기 위한 수단까지 도관에 의해 연결된 유입구 및 유출구를 포함할 수 있다. 도 1은 또한 제 3 열교환 유체(예: 고온 오일)를 도관(36)을 통해 상류 롤러(30)의 내부 챔버(34)까지 공급하기 위한 가열된 펌프(38)를 고온 오일 욕조(43) 안에 도시한다. 롤러는 바람직하게는 열-전도성 물질로 구성되어 가열된 오일로부터의 열이 확실히 효율적으로 내부 챔버(34)로부터 롤러(30)를 통해 컨베이어 벨트의 하부 표면(16)까지 전도될 수 있도록 해준다. 기술된 바와 같이, 상류 롤(30)을 가열하면 정상적 열 손실을 감쇄시키는 추가의 가열을 제공하고 1차 가열기(26)상의 부담을 덜러준다. 그러나, 또한, 펠렛의 상류를 가열함과 동시에 펠렛이 벨트 상에 수용되는 지점 이후로 보충 가열하고(가열하거나) 절연시킬 수도 있다.

결정화부분 이후, 이제 결정화된, 저분자량 펠렛(18)이 수거되고 추가의 처리를 위해 수송될 수 있다.

본 발명의 장치는 폴리에스테르 중합체의 비교적 강하고 균일한 펠렛을 형성시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 특히 유리한 한가지 방법이 하기 기술될 것이다.

바람직한 공정에 있어서, 목적하는 고유 점성(intrinsic viscosity, IV)을 갖는 용융된 형태의 폴리에스테르 중합체는 본 발명에 따르는 장치 안에서 가공된다. 일반적으로, 약 0.05 내지 약 0.40 dl/g의 IV를 갖는 중합체가 적합하다. 약 0.09 내지 약 0.36 dl/g의 IV가 바람직하다.

IV는 하기와 같이 측정된다. 용매를 트리플루오로아세트산 1 체적 및 메틸렌 클로라이드 3 체적을 혼합하여 제조한다. 이어서 PET 0.050 g을 칭량하고 투명한 건조 바이알에 넣은 후, 용매 10 mL를 체적측정용 피펫을 사용하여 여기에 첨가한다. 바이알을 닫고(용매의 증발을 방지하기 위해) 30분 동안 또는 PET가 용해될 때까지 진탕한다. 용액을 #50 캐논-펜스케(Cannon-Fenske)^R 점도측정계의 거대 튜브 안으로 부어 넣고, 이를 25℃ 수조 안에 넣은 후 이 온도까지 평형을 이루게 하였다. 이어서 상위 표시 및 하위 표시 사이의 낙하 시간을 3회 측정하고 0.4초 안에서 일치하여야 한다. 용매만에 대하여 점도측정계 안에서 유사하게 측정한다. 이어서, IV를 하기 수학식 1을 사용하여 계산하였다:

본 발명의 공정은 중합체를 용융된 형태로 제조하는 방법과 일체화될 수 있다. 용융된 형태로 중합체를 제조하는 것은 상기 기술한 다양한 방법에 의해 성취될 수 있으며, 이는 중합체를 초기에 플레이크, 펠렛 또는 조각의 형태로 압출함을 포함한다. 또한, 상기 기술한 바와 같이, 전반적인 공정은 예를 들면, 용융 중합반응에 의해 반응물을 중합반응을 위해 반응기 안에서 중합함을 포함할 수 있다.

바람직한 공정에서, 폴리에스테르는 초기에는 그 융점 또는 그 이상의 제 1 온도에 있다. 중요한 폴리에스테르의 경우, 이러한 초기 온도는 200℃ 이상일 것이다. PET의 경우, 이러한 초기 온도는 약 250℃ 이상일 것이다. 중합체 용융물이 본질적으로 비결정성, 즉 약 5% 미만, 바람직하게는 1% 미만 결정성인 것이 바람직하다. 중합체 용융물이 초기에 비결정성이 아니고, 대신 반결정성이라면, 중합체가 완전히 균일하게 그 융점 이상에서 가열되어 반결정성 영역을 충분히 용융시키는 것이 바람직하다.

상기 제 1 온도에서의 폴리에스테르 중합체는 상기 기술한 바와 같이, 액적 또는 펠렛 성형기에서 펠렛으로 형성된다. 펠렛은 이들이 형성되면서 결정화 대역 안에 제 2 온도에서 유지되는 실질적으로 수평한 표면상으로 수거된다(실질적으로 수평이란 수평으로부터 10°미만이라는 의미이다). 펠렛은 본 발명의 장치에 대해 기술한 바와 같이, 특히 벨트가 금속이라면, 결정성 대역에서 가열될 수 있다. 결정성 대역의 주요 특징은 바로-형성된 펠렛의 온도제어를 가능하게 하여, 펠렛이 이들이 형성된 직후 이들의 목적하는 결정화 온도에 도입되도록 한다는 것이다. 따라서, 펠렛이 저분자량 중합체를 포함하는 경우에도, 강하고 균일한 펠렛이 형성될 수 있다. 이러한 펠렛은 수송되기에 적합하고 추가의 중합반응, 예를 들면 고체상 중합반응에도 적합하다.

수송 및 추가의 가공(예: 고체상 중합반응)에 적절한 폴리에스테르 펠렛을 형성시키기 위해, 펠렛은 형성된 후 가능한 빨리 소정의 온도 범위 내에서 컨베이어 표면과 접촉되어야 한다. 이러한 폴리에스테르를 위한 소정의 온도 범위는 바람직하게는 약 80℃ 내지 약 230℃, 바람직하게는 약 110℃ 내지 약 190℃이다.

추가의 바람직한 공정 실시양태는 또한 동시에 출원된 통상적으로 양도된 특허원들인 제 CR-9638 호, 제 CR-9607 호 및 제 CR-9524 호에 개시되어 있다(이들 세 가지 문헌은 본원에서 그 전문을 참조로서 인용한다).

바로 형성된 중합체 펠렛을 소정의 온도 범위 내에 있는 표면 온도에 도입시키면 초기에는 융점 또는 융점 가까이에서, 중합체 펠렛 및 그의 주변 사이의 온도 구배를 즉시 초래할 것이다. 목적하는 결정 형태를 형성시키기 위해 이것을 가능한한 빨리 수행되어야 한다. 결정 형태는 펠렛을 강성 및 내마모성, 특히 후 중합반응중 강성과 관련된다.

펠렛은 소정의 시간 동안 고온 표면과 접촉한 상태에서 유지되고, 폴리에스테르의 경우 약 3초 이상, 바람직하게는 3초 내지 10분, 보다 바람직하게는 약 10 내지 60초 이어야 한다. 일반적으로, 목적하는 결정도를 갖는 저분자량 결정성 폴리에스테르 펠렛을 형성시키기 위해 필요한 시간은, 비록 펠렛을 목적하는 온도에서 긴 시간 동안, 예를 들면 30분 이상 동안 유지하기에 불리하지는 않겠지만, 약 수분을 초과하지 않을 것이다.

본원에서 사용된 "결정성"이란 용어는 약 15% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 및 가장 바람직하게는 30% 이상의 결정도 함량을 가지는 것을 의미하고, 이는 각각 PET의 경우 예를 들면 약 1.36g/cc 이상, 바람직하게는 약 1.37g/cc 이상, 가장 바람직하게는 1.39g/cc 이상의 밀도에 상응한다. 따라서, 본원에서 사용되는 바와 같은 본질적으로 결정성 또는 결정성이란 용어는 대부분의 중요한 폴리에스테르의 경우와 같이, 통상적으로 "반-결정성"이라고 불리는 것을 포함하여야 한다. 결정도의 양은 DSC(차동 스캔 열량계)에 의해 측정될 수 있다. 예를 들면, 본질적으로 결정성인 PET는 140J/g이 순수한 결정성 PET의 총 융해열로서 사용될 경우, J/g로 표현되는 약 20 이상, 더욱 바람직하게는 약 35 이상의 총 융해열을 특징으로 한다. 더 높은 융해열은 더욱 결정성인 중합체를 지시한다. 폴리에스테르 물질 또는 펠렛의 시료 안의 % 결정도는 존재하는 결정도의 융해열(J/g)을 "순수한" 결정성 폴리에스테르의 융해열과 비교하여 측정할 수 있다.

본 발명 또는 공정에 사용된 폴리에스테르는 4 내지 36개의 탄소원자를 함유하는 알킬 디카복실산, 6 내지 38개의 탄소원자를 함유하는 알킬 디카복실산의 디에스테르, 8 내지 20개의 탄소원자를 함유하는 아릴 디카복실산, 10 내지 22개의 탄소원자를 함유하는 아릴 디카복실산의 디에스테르, 9 내지 22개의 탄소원자를 함유하는 알킬 치환된 아릴 디카복실산, 또는 11 내지 22개의 탄소원자를 함유하는 알킬 치환된 아릴 디카복실산의 디에스테르를 적절하게 포함하는 이산 또는 디에스테르 성분을 포함한다. 바람직한 알킬 디카복실산은 4 내지 12개의 탄소원자를 함유한다. 이러한 알킬 디카복실산의 대표적인 예는 글루타르산, 아디프산, 피멜산 등을 포함한다. 알킬 디카복실산의 바람직한 디에스테르는 6 내지 12개의 탄소원자를 함유한다. 이러한 알킬 디카복실산의 디에스테르의 대표적인 예는 아젤라산이다. 바람직한 아릴 디카복실산은 8 내지 16개의 탄소원자를 함유한다. 아릴 디카복실산의 몇몇 대표적인 예는 테레프탈산, 이소프탈산 및 오르토프탈산이다. 아릴 디카복실산의 바람직한 디에스테르는 10 내지 18개의 탄소원자를 함유한다. 아릴 디카복실산의 디에스테르의 몇몇 대표적인 예는 디에틸 테레프탈레이트, 디에틸 이소프탈레이트, 디에틸 또는 오르토프탈레이트, 디메틸 나프탈레이트, 디에틸 나프탈레이트 등을 포함한다. 바람직한 알킬 치환된 아릴 디카복실산은 9 내지 16개의 탄소원자를 함유하고 알킬 치환된 아릴 디카복실산의 바람직한 디에스테르는 11 내지 15개의 탄소원자를 함유한다.

본원에서 본 발명에 사용된 폴리에스테르의 디올 성분은 2 내지 12개의 탄소원자를 함유하는 글리콜, 4 내지 12개의 탄소원자를 함유하는 글리콜 에테르 및 화학식 HO-(AO)nH(여기서 A는 2 내지 6개의 탄소원자를 함유하는 알킬렌 기이고, n은 2 내지 400의 정수이다)의 폴리에테르 글리콜을 적절하게 포함한다. 일반적으로 이러한 폴리에테르 글리콜은 약 400 내지 4000의 분자량을 가질 것이다.

바람직한 글리콜은 적절하게 2 내지 8개의 탄소원자를 함유하고, 바람직한 글리콜 에테르는 4 내지 8개의 탄소원자를 함유한다. 폴리에스테르의 디올 성분으로서 사용될 수 있는 글리콜의 몇몇 대표적인 예는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 2,2-디에틸-1,3-프로판 디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올, 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판 디올, 2-에틸-2-이소부틸-1,3-프로판 디올, 1,3-부탄 디올, 1,4-부탄 디올, 1,5-펜탄 디올, 1,6-헥산 디올, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산 디올, 1,3-사이클로헥산 디메탄올, 1,4-사이클로헥산 디메탄올, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄 디올 등을 포함한다. 몇몇 대표적인 예는 폴리에테르 글리콜[폴리메그(Polymeg)^R] 및 폴리에틸렌 글리콜[카보왁스(Carbowax)^R]이다.

분지상 또는 비분지상 폴리에스테르가 사용될 수도 있다. 본 공정은 폴리에스테르 단독중합체 및 이의 폴리에스테르 공중합체 모두에 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 공정은 용이하게 결정화되지 않는, 즉 결정화되기 위해 본 공정에 따라 가열을 필요로 하는 폴리에스테르에 특히 유용하다. 예를 들면, 이는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트)(3G-T), 및 폴리(트리메틸렌 나프탈레이트)(3G-N)를 포함할 것이다. 일반적으로 이러한 폴리에스테르는 약 25℃ 이상의 유리전이온도(Tg), 및 통상적으로 약 200 내지 약 320℃의 융점(Tm)을 가진다.

특히 바람직한 것은 10중량% 이하의 공단량체로 개질된 폴리에스테르이다. 공단량체는 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜, 1,4-사이클로헥산 디메탄올, 이소프탈산(IPA) , 2,6-나프탈렌 디카복실산, 아디프산 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. PET를 위한 바람직한 공단량체는 IPA 0 내지 5중량% 및 DEG 0 내지 3중량%를 포함한다.

상기 지시한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 결정성 중합체 펠렛은 중합체의 분자량을 증가시키기 위한 고체상 중합 반응기로 도입시킬 수 있다. 바람직하게는, 펠렛중 중합체의 IV(고유 점성)은 0.4 미만, 바람직하게는 0.36 미만, 가장 바람직하게는 0.3 미만이고, 고체상 중합 반응기의 폴리에스테르 생성물의 IV는 0.5 이상, 바람직하게는 0.6 내지 1.2이다. 예를 들면, PET의 경우, 바람직하게는 온도가 24시간 미만인 시간 동안 중합체의 융점 미만이라면, 고체상 중합반응은 적절하게는 200 내지 270℃, 바람직하게는 220 내지 250℃의 온도에서 수행된다.

실시예 1

본 실시예는 실제 단위공정에 대한 설계를 설명한다. 0.21 dl/g의 IV를 갖는 PET와 92.5 Eq/10⁶ g을 갖는 COOH 말단은 용융상 중합반응에 의해 제조되고, 6개의 가열된 대역과 함께 이축, 28 mm 배럴 압출기를 통해 74 rpm으로 가공된다. 이러한 대역들의 온도는 하기 표 1과 같다:

압출기의 배출물을 제니쓰(Zenith) 변속 기어 펌프에 연결하고, 용융된 중합체 물질을 감압하에 50 lbs/hr의 유속으로 60 cm(약 2피트) 나비 로토포머^R 액적 성형기(제조원: 뉴저지주 토타와 소재의 샌드비크 프로세스 시스템) 안으로 펌핑한다. 로토포머^R를 따라 일렬 배열된 오리피스는 직경이 1.5 mm이다. 로토포머^R의 입구에서의 용융된 중합체 물질의 공급 온도는 약 285℃이다. 용융된 중합체 물질은 연속적으로 이동하는 강 벨트로 이루어진 길이 13.8피트의 컨베이어(역시 샌드비크 프로세스 시스템에서 제조함)상으로 액적 형태로 액적형성된다. 이 벨트는 벨트의 하부를 대략 그의 전체 길이로 약 160℃까지 가열하는 공기 송풍기로부터 강제된 환류에 의해 가열된다. 용융된 중합체 액적은 벨트상에서 고형화되어 수집 상자까지 수송되는 균일한 반구형 입자를 제공한다. 실험적인 수행을 기본으로 할 때, 벨트는 본 발명에 따른 승온까지 가열되지는 않으며, 본 실시예에서 기술된 조건하에 입자가 형성된다면, 실린더의 상부 속도, 벨트 속도 및 입자의 평균 중량은 하기와 같을 것이라고 평가할 수 있다:

Claims (35)

1. (a) 중합체 용융물을 컨베이어의 표면상으로 계량첨가하기 위한, 각각 약 0.5 내지 약 5 mm의 최대 횡단면 크기를 갖는 개구부를 정의하는 다수의 유출구를 갖는 회전 가능한 컨테이너를 포함하는 펠렛 성형기;

   (b) 펠렛 성형기로부터 중합체 용융물을 다수의 액적 또는 결정화 펠렛 형태로 수용하기 위한, 펠렛 성형기에 따라 움직이기에 적합하고 결정화 부분(section)을 통해 펠렛을 운반하기에 적합한 표면을 포함하는 컨베이어; 및

   (c) 펠렛이 컨베이어의 표면상으로 수용되는 지점으로부터 연장되고 적어도 컨베이어의 일부분을 따라 하류방향으로 일 지점까지 연장되는 결정화부분으로서, 상기 표면이 결정화 부분을 통과할 때 상기 표면의 온도를 50℃ 내지 중합체의 융점 보다 30℃ 아래의 온도 사이인 소정의 온도 범위 내로 제어하기 위한 수단을 추가로 포함하는 결정화 부분

   을 포함하는, 중합체 용융물로부터 중합체 펠렛을 형성시키기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   결정화 부분이 결정화 부분 내 상기 표면 온도를 제어하기 위한 자동 온도 제어기를 추가로 포함하고,

   상기 자동 온도 제어기는, 온도 측정을 위한 수단, 측정된 온도를 목적하는 온도 또는 설정치와 비교하기 위한 비교수단 및 이러한 비교에 따라 표면 온도를 조절하여 표면에 펠렛이 소정의 온도 범위 내에서 소정의 시간동안 도입될 수 있도록 하는 수단을 포함하는 것인 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   표면 온도를 제어하기 위한 상기 수단이 표면 온도를 50 내지 240℃의 범위 내로 제어하는 것인 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 펠렛 성형기가 회전가능한 컨테이너의 내면에 인접한 긴 채널을 갖는 정지상 컨테이너를 추가로 포함하고,

   상기 긴 채널은 회전가능한 컨테이너의 종방향 축에 평행하고 각각의 유출구와 주기적으로 연통되도록 적용됨으로써 상기 긴 채널이 다수의 유출구와 연통될 때 이들 다수의 유출구로부터 중합체 용융물의 액적 부분이 정기적으로 빠져나오는 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   컨베이어가 상부 표면 및 하부 표면을 포함하는 하나 이상의 컨베이어 벨트를 포함하고,

   상기 상부 표면은 펠렛 성형기로부터 펠렛을 수용하기 위한 이동 표면을 형성하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   표면 온도를 제어하기 위한 상기 수단이 열교환 유체의 온도, 유동, 또는 양자를 모두 조절하기 위한 수단 및 컨베이어 벨트의 하부 표면의 적어도 일부분과 접촉하면서 열전달하기 위한 열교환 유체를 공급하기 위한 수단인 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   표면 온도를 제어하기 위한 상기 수단이 컨베이어 벨트의 하부 표면의 적어도 일부분을 따라 연장하는 플리넘(plenum)을 포함하고,

   상기 플리넘은 열교환 유체의 유입구 및 유출구를 포함하고, 상기 하부 표면 아래에 적어도 부분적으로 배치되어 플리넘의 개구부가 적어도 부분적으로 하부 표면에 직면하게 됨으로써 열교환 유체가 상기 하부 표면상으로 연속적으로 유동할 수 있도록 만든 장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   표면 온도를 제어하기 위한 상기 수단이 기체 형태의 열교환 유체의 온도, 유동, 또는 양자를 모두 제어하여 열이 컨베이어 벨트의 상부 표면, 하부 표면, 또는 이들 양면까지 직접적으로 또는 간접적으로 전달되도록 하는 수단을 포함하는 장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   컨베이어 벨트가 컨베이어 벨트를 연속적으로 움직이기 위한 두 개 이상의 회전 롤러를 추가로 포함하고,

   상기 두 개의 회전 롤러는 컨베이어 벨트의 원위 말단에 위치하여 제 1 롤러가 펠렛 성형기의 적어도 부분적으로 상류에 있도록 하고 제 2 롤러가 펠렛 성형기의 하류에 있도록 한 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    제 1 롤러가 제 1 롤러내에 위치한 내부 챔버를 포함하고,

    상기 내부 챔버는 내부 챔버를 통해 열교환 유체를 순환시키기 위한 수단까지 유입구 및 유출구를 통해 연결되어 있어, 열이 열교환 유체로부터 롤러의 외부 원통형 표면까지, 이로부터 컨베이어의 하부 표면까지, 및 이로부터 펠렛 성형기로부터의 펠렛이 수용되는 컨베이어 벨트의 상부 표면까지 이동되도록 함으로써

    컨베이어 벨트상의 펠렛의 온도가 결정화 부분 안에서 제어되도록 하는 장치.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    적어도 부분적으로 컨베이어의 일부상으로 연장되는 플리넘을 추가로 포함하고,

    이 때 플리넘은 적어도 부분적으로 컨베이어에 직면하는 개구부를 가지며,

    가열된 기체를 수용하기 위한 유입구 및 제거하기 위한 유출구를 추가로 포함하는 장치.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    표면 온도를 제어하기 위한 상기 수단이 표면을 가열하기 위한 다수의 차동 가열기를 포함하는 장치.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    회전가능한 컨테이너가, 실질적으로 수평한 길이방향 축을 따라 회전가능한 원통형드럼인 장치.
14. 제 5 항에 있어서,

    표면 온도를 제어하기 위한 상기 수단이, 펠렛이 컨베이어상으로 도입되는 지점의 상류 및 하류 둘다에 배치된 가열기를 포함하는 장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    유출구가 회전가능한 컨테이너의 축방향을 따라서 일렬 배열된 장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    100 내지 50,000개의 유출구가 있는 장치.
17. (a) 중합체 용융물을 펠렛 성형기 쪽으로 수송하기 위한 도관에 연결된 하나 이상의 유출구를 포함하는, 중합체를 용융된 형태로 제조하기 위한 수단;

    (b) 중합체 용융물을 컨베이어의 표면상으로 계량첨가하기 위한, 직경이 각각 0.5 내지 5 mm인 중합체 용융물 유입구 및 다수의 유출 개구부를 갖는 회전가능한 컨테이너를 포함하는 펠렛 성형기;

    (c) 펠렛 성형기로부터 중합체 용융물을 다수의 액적 또는 결정화 펠렛 형태로 수용하기 위한, 펠렛 성형기에 따라 움직이는 표면을 포함하고, 결정화 부분을 통해 펠렛을 운반하기에 적합한 컨베이어; 및

    (d) 펠렛이 컨베이어의 표면상으로 수용되는 지점으로부터 연장되고 적어도 컨베이어의 일부분을 따라 하류 방향 일지점으로 연장되며, 펠렛을 지지하는 표면이 결정화 부분을 통과할 때, 표면 온도를 50℃ 내지 중합체의 융점보다 30℃ 아래의 온도 사이인 소정의 온도 범위 내로 제어하기 위한 수단을 포함하는 결정화 부분

    을 포함하는, 중합체 용융물로부터 중합체 펠렛을 형성시키기 위한 장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    결정화 부분이 결정화 부분 내 표면 온도를 제어하기 위한 온도 제어기를 추가로 포함하고,

    상기 온도 제어기가 온도 측정을 위한 수단, 측정된 온도를 목적하는 온도 또는 설정치와 비교하기 위한 비교수단 및 이러한 비교에 따라 표면의 온도를 조절하여 표면에 펠렛이 소정의 온도 범위 내에서 소정의 시간동안 도입될 수 있도록 하는 수단을 포함하는 것인 장치.
19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,

    중합체를 용융된 형태로 제조하기 위한 수단이 압출기, 용융 중합장치 및 반응기로 이루어진 군으로부터 선택된 장치.
20. 제 17 항에 있어서,

    펠렛을 고체상 중합반응시키기 위한 수단 및 펠렛을 컨베이어로부터 펠렛을 고체상 중합반응시키기 위한 수단까지 수송하기 위한 수단을 추가로 포함하는 장치.
21. (a) 중합체 용융물을 표면상으로 계량첨가하기 위한, 직경이 각각 0.5 내지 5 mm인 다수의 유출구를 갖는 회전가능한 컨테이너를 포함하는 액적 성형기를 사용하여 중합체 용융물을 용융된 액적으로 성형시키는 단계;

    (b) 표면상에 용융된 액적 또는 결정화 펠렛이 형성됨에 따라 이를 수거하고, 결정화 대역 안에서 표면 온도를 50℃ 내지 폴리에스테르의 융점보다 30℃ 아래의 온도 사이인 특정 온도로 유지하여 결정화 펠렛이 결정화과정 중 소정의 시간동안 결정화 대역 안에서 표면과 접촉하도록 유지함으로써 평균 직경이 500 μ 내지 2 cm인 결정화된 폴리에스테르 입자를 제조하는 단계를 포함하는, 중합체 용융물로부터 약 25℃ 이상의 유리전이온도(T_g)를 갖는 폴리에스테르 중합체 펠렛을 형성시키는 방법.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 표면이 상부 표면 및 하부 표면을 포함하는 하나 이상의 컨베이어 벨트의 일부이고, 상기 상부 표면은 펠렛 성형기로부터 펠렛을 수용하기 위한 표면을 형성하는 것인 방법.
23. 제 21 항에 있어서,

    상기 표면이 금속인 방법.
24. 제 21 항에 있어서,

    폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트이고, 표면이 금속이고, 소정의 온도 범위가 80 내지 230℃인 방법.
25. 제 21 항에 있어서,

    중합체의 단량체성 단위가 이산 또는 디에스테르를 포함하고, 여기서 디올이 1,3-프로판디올, 에틸렌 디올 및 1,4-부탄디올로 이루어진 군으로부터 선택된 방법.
26. 제 21 항에 있어서,

    중합체가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(부틸렌 나프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(트리메틸렌 나프탈레이트)로 이루어진 군으로부터 선택된 방법.
27. 제 26 항에 있어서,

    중합체가 약 10중량% 이하의 공단량체로 개질된 방법.
28. 제 27 항에 있어서,

    공단량체가 디에틸렌 글리콜, 이소프탈산, 트리에틸렌 글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 2,6-나프탈렌 디카복실산, 아디프산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 방법.
29. 제 21 항에 있어서,

    형성된 펠렛이 약 1 내지 10 mm의 평균 펠렛 크기를 갖는 방법.
30. 제 21 항에 있어서,

    소정의 시간이 3초 이상인 방법.
31. 제 30 항에 있어서,

    소정의 시간이 3초 내지 10분인 방법.
32. 제 21 항에 따른 방법에 의해 형성된 펠렛.
33. (a) 중합체 용융물을 회전가능한 컨테이너 안에서 직경이 각각 0.5 내지 5 mm인 다수의 유출구를 통해 계량첨가하여 용융된 액적을 형성시키는 단계;

    (b) 결정화 대역 안에서 소정의 온도 범위 내로 유지되는 이동 고체 표면상에 용융된 액적 또는 결정화 펠렛이 형성됨에 따라 이를 수거하고, 상기 펠렛을 소정의 시간동안 결정화 대역안에서 표면과 접촉하도록 유지하는 단계; 및

    (c) 단계 (b)에서 제조된 펠렛을 고체상 중합 반응기 안으로 도입시켜 중합체의 분자량을 증가시키는 단계

    를 포함하는, 약 25℃ 이상의 유리전이온도(T_g)를 갖는 폴리에스테르 중합체의 고체상 중합방법.
34. 제 33 항에 있어서,

    펠렛 안의 폴리에스테르의 고유 점성이 약 0.36 미만이고, 고체상 중합 반응기의 폴리에스테르 생성물의 고유 점성이 0.5 초과인 방법.
35. 제 34 항에 있어서,

    폴리에스테르가 PET인 방법.

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