KR101250302B1 - 저 아세트알데히드 함량을 갖는 폴리에스테르 과립 및/또는성형제품의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

저 아세트알데히드 함량을 갖는 폴리에스테르 과립 및/또는성형제품의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중축합장치(1)로부터 배출되는 용융물로부터 폴리에스테르 과립 또는 성형제품을 제조하기 위한 방법으로서, 저 아세트알데히드 함량을 얻기 위하여 중축합장치의 배출영역(2)에서의 용융물은 감소된 압력의 가스 챔버와 연통되어 270-285℃ 사이의 온도에서 유지된다. 본 발명의 범위 내에서, 과립에 대하여, 건조가스로서 공기로 표준 결정화(5) 및 건조(6)된다. 성형 제품은 예를 들어 사출성형기(9)로 용융물로부터 직접 형성된다. 본 발명에 따른 장치는 적어도 마지막 단계가, 광범위한 배출조 형성을 방지하도록 반응기 외주면에 장착된 고정 스트리퍼와 회전 디스크를 결합한 구성으로 용융물이 디스크에서 다른 디스크로 바로 전송되는 디스크 반응기로 구성되고, 배출영역에서 용융물이 용융물의 축적없이 고정 스트리퍼에 의하여 바로 배출장치로 운송되는 중축합장치를 포함하여 구성된다. 배출영역에서, 용융물은 축적되지 않고 고정 스트리퍼에 의하여 배출장치로 바로 전달된다.

Description

저 아세트알데히드 함량을 갖는 폴리에스테르 과립 및/또는 성형제품의 제조방법 및 제조장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING POLYESTER GRANULES AND/OR SHAPED PARTS WITH A LOW ACETALDEHYDE CONTENT}
본 발명은 중축합(polycondensation)으로부터 배출되는 용융물로부터 저 아세트알데히드 함량을 갖는 폴리에스테르 과립 및/또는 성형제품의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
폴리에스테르는 예를 들어 이소프탈산의 산측의 변성 성분 또는 예를 들어 시클로헥사디메타놀의 디올측의 변성성분을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 그의 변성 공중합체에 관련될 수 있다. 상기 물질은 특히 병과 같은 중공체(hollow bodies)나 필름, 포일 형태의 포장재에 적합하다.
상기 물질의 생산중에 그리고 적용에 사용되는 온도에서의 다른 처리과정에서, 아세트알데히드(이하에서 AA라 한다)는 열적 손상의 결과로서 바람직하지 못한 부산물로서 생산되며, 배출 직후의 용용물에서의 AA 함량은 통상 20-100 ppm이다. AA는 악취가 심하고, 맛이 강하여 식품산업에서 다른 무엇보다도 장애가 되는데, 그것은 AA가 냉각된 상태의 식품으로 확산되기 때문이다. 음료 산업에서는 예비성형 단계에서 AA 함량에 대하여 아래와 같은 제한치를 설정하고 있다: 물 이용의 경 우 1-3 ppm과 달콤한 음료(sweet drinks; CSDs)에 대해서는 4-10 ppm. 이것은 AA 함량이 이들 분야의 이용을 위하여 적어도 현저히 감소되어야 하는 것을 의미한다.
AA 함량을 감소시키기 위한 여러 방법이 이미 알려져 있다.
이러한 종류의 첫째 방법은 AA를 첨가제, 소위 AA 블럭제의 첨가에 의하여 화학적으로 결합시키는 것이다. 그러나, 이러한 첨가제는 물질에 노란색을 띠게 하거나 탁하게 할 수 있다. 또한, AA 블력제는 식품 산업의 요건을 충족시켜야 한다. 따라서, 그 사용은 제한적이 될 수밖에 없다. 첨가 및 발생하는 AA의 형성을 보상하기 위하여, 예를 들어 물과 같은 고도의 요건을 위한 AA 블럭제는 직접 사출성형중에 계량하는 것이 일반적이다.
다른 방법은 용융점 이하의 상승된 온도에서 AA를 증발시키는 것이다. 대체로, 이 방법은 고상 후축합과 결합하여 실시되며, 중축합도는 190-230°사이 온도에서 증가되며, 이와 동시에 AA는 침전된다. 열적 산화 손상을 방지하기 위하여, 질소와 같은 불활성 가스의 유동하에 수행된다. 얻어지는 과립은 통상적으로 1 ppm 이하의 AA 함량을 갖는다. 그러나, 이러한 처리방법은 전체적으로 복잡하고, 많은 장치를 필요로 하며, 거의 하루종일 걸리고 많은 에너지를 소모한다. 이 방법은 또한 과립상에 대해서만 이용될 수 있으며, 중축합으로부터 나오는 용융물이 예비성형물의 생산을 위하여 사출성형기로 바로 공급되는 경우에는 사용될 수 없다.
AA를 제거하기 위하여 공기로 과립을 후속 처리하는 것도 기본적으로는 가능 하다. 그러나, 열적 산화 손상을 방지하기 위하여 온도가 비교적 낮게 유지되어야 하기 때문에, AA의 감소에 비교적 장시간이 소요된다. 더욱이, 전술한 고상 후축합 없는 표준- 과립 생산을 위하여, 식품 포장에 요구되는 낮은 수치의 AA는 이 방법으로는 얻어질 수 없다.
AA 함량을 감소시키는 방법은 유럽특허 EP 0 727 303호에 개시되어 있으며, 여기서 용융물은 다축(multishaft) 반응기에 의하여 중축합장치로부터 배출된 다음 진공 상태로 되어 결과적으로 AA가 증발되게 한다. 이러한 증발은 또한 불활성 가스의 흐름에 의하여 도움을 받을 수 있다. 유럽특허 EP 0 968 243호에서는, 질소가 용융물에 혼합되고 AA는 후속적인 급속 팽창중에 방출된다. 유럽특허 EP 0 727 393호에서는, 진공하에서 적당한 표면 발생률로 매우 낮은 AA 함량을 얻을 수 있지만, 이 방법은 요구되는 고비용의 장비로 인하여 오늘날까지 시행될 수 없었다.
종래 기술상태에서는 디스크형 반응기가 폴리에스테르를 위한 최종 단계의 중축합장치기로서 설치되었다. 도 2는 이러한 종류의 반응기를 개략적으로 보여준다. 디스크형 반응기는, 50-500 cm 사이의 직경을 갖는 수평 배치된 원통형 장치(20)에 연속적인 제품 인입과 제품의 배출 조절에 의하여 1/4 내지 최대 1/2 까지 용융물로 채워지는 원리에 따라 작동한다. 용융물 위에는 진공이 형성된다(이로써 증기가 발생된다). 점선으로 도시된 용융물 배출조(sump)(21)로부터, 종축(22)에 또는 바스켓형 구조물에 배치되고 도면에는 오직 두 개만 부호 23으로 표시된 회전 디스크는 용융물을 상방향으로 인출하여 중력으로 떨어지게 함으로써 결과적으로 용융물의 넓은 표면이 자유 공간(진공)에 대하여 생성된다.
용융물 배출조(21)에서 형성되는 경사도(level gradient)는 반응기를 통하여 특히 용융물의 종방향 유동을 보장한다. 상기 경사도는 통상적으로 예를 들어 도면에서 오직 두 개만 부호 24로 도시된 위어(weirs)와 같은 고정된 장치와, 반응기에서의 회전 디스크(23)의 배치와 회전 속도에 의하여 제어된다. 용융물 배출조(21)는 디스크(23)에 용융물을 균일하게 공급하도록 한다. 반응기의 마지막 부분에서, 소위 배출영역(25)에서 용융물은 증가된 점도로 배출장치를 향하여 유동하며, 상기 배출조(21)는 배출장치 또는 펌프(26)의 계속된 충전을 위한 저장 기능을 한다. 상기 배출장치(26)에서의 인입 압력은, 배출장치를 원통형 장치(20)의 기부로부터 수집 배출구(27)의 하단부에 소정 간격으로 배치함으로써 통상적으로 증가된다. 액체 칼럼의 높이는 200 cm 까지 될 수 있다.
이 방법의 경우에, 열적 저하의 결과로 부산물이 용융물에 아세트알데히드로 일정하게 형성된다.
진공압력을 받게 되는 제품 표면에서 최대 3 mm 깊이까지 아세트알데히드는 용융물에서 증발될 수 있으며, 상평형(phase equilibrium) 때문에 매우 소량의 AA 함량이 용융물에 남게 된다. 이것은 무엇보다도 얇은 제품 층이 형성되는 디스크(23)에서의 경우이다. 두꺼운 배출층(21)으로 형성되는 아세트알데히드는 반대로 매우 작은 범위로 표면에 확산될 수 있으며, 결과적으로 용융물에 농축된다. 상기한 수집 배출구(27)를 갖는 배출 영역(25)이 구비되면, 전체 중합체는 반응기의 진공과 더 이상 접촉되지 않으며, 이 방법에서 배출장치(26)까지 AA 함량은 10 ppm 보다 상당히 커질 수 있다.
본 발명의 목적은 AA 함량이 보다 간단하고 경제적으로 감소될 수 있도록 하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따른 특허청구범위 제1항에 의하여 특징되는 방법에 의하여 달성된다. 상기 방법을 수행하는 장치는 특허청구범위 제19항에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 중축합장치의 배출 영역에서의 용융물은 감소된 압력의 가스 챔버와 연통되어 270-285℃ 사이에서 유지된다.
중축합장치의 배출 영역에서는, 통상적으로 실질적으로 보다 높은 온도로, 즉 285-295℃ 사이에서 조작된다. 본 발명에 따른 270-285℃ 사이의 낮은 온도의 결과, AA 형성의 요인이 되는 중합체 재료의 열적 손상 수준이 낮게 유지된다. 결과적으로 중축합장치의 배출 영역에서, AA는 종래 기술보다 출발부터 덜 생성된다. 본 발명에 따른 온도 저하는 반응기에서의 용융물의 유동의 숙련된 제어에 의하여 가능하다.
또한, 본 발명은 종래 기술과 달리, AA가 증발할 수 있는 감소된 압력의 가스 챔버와 용융물의 접촉이 중축합장치의 배출 영역에서 이루어진다. 이것은 본질적으로 유럽특허 EP 0 727 303호의 개시에 상응하는 것이지만, 차이는 큰 추가적인 복잡성 없이도 중축합장치에서 실현되는 점이다.
중축합장치의 배출 영역에서의 낮은 온도 및 이어지는 중합체 재료의 낮은 열적 손상의 결과, AA 형성가능성이 낮아서 용융물에서의 AA의 함량이 다른 처리 과정중에도 현저하게 상승할 수 없게 된다. 그러므로, 용융물로부터 생성된 과립내에 또는 용융물로부터 생성된 예비성형물내에 낮은 AA 함량이 생성될 수 있다.
중축합장치의 배출 영역에서의 용융물의 온도는 275-280℃ 사이의 수치로 설정되는 것이 바람직하다.
가스 챔버의 압력은 2 mbar 이하, 특히 1 mbar 이하로 유지되는 것이 바람직하다.
용융물이 중축합장치의 배출영역으로부터 예를 들어 배출 펌프와 같은 배출장치로 배출되는 한, 용융물이 감소된 압력으로 배출 영역까지 가스 챔버와 접촉 유지되는 것이 바람직하다. 통상적으로 제공되는 배출조는 배출장치의 앞쪽에 형성되지 않아야 한다.
본 발명의 방법을 수행하기 위한 바람직한 장치는, 특허청구범위 제19항에 기재된 바와 같이, 배출조가 광범위하게 분산된 신규의 디스크형 반응기를 구비한다. 이를 위하여, 용융물은 반응기 외주면에 장착된 고정 스트리퍼(stripper)와 회전 디스크의 결합 구성에 의하여 한 디스크에서 다른 디스크로 직접 운송된다. 배출 영역에서, 용융물은 축적 없이 고정 스트리퍼에 의하여 배출장치로 직접 운송된다.
신규의 디스크형 반응기의 디스크 구조는 두꺼운 층이 형성되지 않고 디스크에서 제품의 교환이 보장되도록 선택된다. 배출 펌프는 장방형의 인입 플랜지로 직접 반응기에 플랜지 연결되며, 마지막 스트리퍼와 교반기의 디스크 밑에 배치된다. 전체 반응기에서의 용융물의 층 두께는 10 cm, 특히 3 cm 이하로 유지될 수 있다. 본 발명에 따른 신규한 장치는, 비교적 낮은 온도에서 그리고 높은 중합도의 경우에도 반응기의 종방향으로 그리고 디스크에서의 용융물의 제어된 가이드를 허용한다.
본 발명에 따라, 용융물은 AA 함량이 거의 0 ppm이 되게 중축합된다. 그러나, 5 ppm 미만의 AA 함량은 어떤 경우에 이루어질 수 있다. 이것은 배출장치 바로 직후의 중축합장치의 배출구에서 통상의 20-50 ppm 사이의 AA 함량과 비교하여 현저한 감소를 의미한다. 비정질 과립의 경우, AA 함량은 종래 방법의 경우에서의 50 ppm 보다 큰 것에 비교하여 10 ppm 미만으로 현저하게 감소된다.
용융물은 중축합장치의 배출 후에 사출 성형기에서 예비성형물의 생산을 위하여 직접 사용될 수 있도록 하기 위하여, 용융물은 중축합 반응기(고점성 반응기)를 사용하여 0.5-0.9 dl/g, 특히 0.70-0.85 dl/g 사이의 고유 점도(intrinsic viscosity)로 중축합장치에서 조정될 수 있다.
용융물이 중축합장치에서 적어도 하나의 용융물 파이프로 배출되면, 용융물은 전술한 바와 같이 중축합장치의 배출 영역에 대하여, 적어도 하나의 용융물 파이프에서 같은 온도 범위로 유지되는 것이 바람직하며, 이로써 용융물 파이프에서 중합체 재료의 추가적인 열적 손상을 입지 않게 된다.
본 발명에 따른 방법의 범위 내에서도 용융물에서의 잠재적인 AA의 형성을 완전히 피할 수는 없기 때문에, 과립화까지의 용융물 파이프에서의 또는 예비성형물 생산을 위하여 사용되는 장치(예를 들어 사출 성형장치)에서의 용융물의 체류 시간을 가능한 짧게 하는 것이 과립 및/또는 예비성형물에서의 낮은 AA 함량을 위해 바람직하다. 과립화까지의 용융물 파이프에서의 용융물의 체류 시간은 3분, 특히 1분을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 예비성형물 생산장치에서도, 용융물 파이프에서의 용융물은 5분 미만, 특히 3분 미만인 것이 바람직하다.
종래의 방법에서, 중축합후 과립화 또는 성형까지의 용융물 파이프에서의 용융물의 체류 시간은 15-30 분으로 상당히 길다. 본 발명에 따라, 짧은 체류 시간을 달성하기 위하여, 예를 들어, 용융물 파이프 또는 파이프들에서의 압력 증가를 위하여 대각선 방향의 흐름을 갖게 하는 기어 펌프의 사용, 또는 통상적으로 사용되는 평탄 스크린(flat screen) 대신에 장착되는 캔들 필터(candle filter)를 구비하는 스크린 교환형 용융물 필터의 사용과 같은 특별한 예방 구조와 배치 구조를 필요로 한다.
과립화는 연속적인 표준 결정화수단을 갖는 사슬(strand) 과립기에 의하여 통상적인 방법으로 수행될 수 있으며, 상기 과립기에서 과립은 예를 들어 교반기나 유동상 베드(fluidised bed)에 의하여 이동될 수 있으며 150-200℃의 건조 가스로 건조된다. 건조 가스로서 공기를 사용하는 것이 바람직하며, 건조는 165-175℃에서 수행된다.
과립화는 또한 과립 고유의 열(증발열 결정화)을 사용하거나, 또는 전술한 바와같이 건조함으로써 결정화에 이은 열간 절단에 의하여 수행될 수 있다.
결정화와 후속적인 건조의 경우, 과립에서의 AA 함량은 10 ppm 미만으로부터 적어도 2 ppm 미만으로 감소된다. 본 발명에 따른 방법에 따라 전술한 방법들을 모두 사용하면, 약 1 ppm의 AA 함량을 갖는 과립이 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 범위 내에서, 종래 기술에서 통상적인 과립의 축합후 고체상은 특히 AA 함량을 감소시키기 위하여 바람직하게 분산될 수 있다. 그 결과, 그러한 후축합에 요구되는 시설이 필요 없게 되며 시간과 에너지가 절감된다. 건조 가스로서의 질소 또한 분산될수 있고, 그 이유는 전술한 결정화는 건조가스로서 공기로 수행될 수 있기 때문이다. 축합후 고상의 결과, 높은 용융에너지로 인하여 바람직하지 못한 높고 비균질한 결정성과 비균질한 점도의 과립이 얻어진다. 고상 후축합으로 후처리에 필요한 정도의 수치로 얻어질 수 있는 점도의 증가는 전술한 바와 같이 용융물의 적절한 처리에 의하여 중축합장치에서도 달성될 수 있다. 본 발명에 따라 생성된 과립에서는, 고상 후축합을 포함하는 서두에서 언급한 표준 방법으로 생성된 과립에서와 거의 동일한 AA 형성율과 AA 수준을 생성하였다.
본 발명에 따른 방법의 범위 내에서 AA 함량을 감소시키기 위하여 서두에서 언급한 AA 블럭제를 사용할 가능성은 용융물로부터 직접 성형제품의 제조에 추가적으로 사용될 수 있다. 그 결과 성형제품에서 5 ppm 미만의 AA 함량이 이루어질 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참고하여 실시예를 들어 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 저 아세트알데히드 함량을 갖는 폴리에스테르 과립 또는 폴리에스테르 성형제품을 생산하는 설비의 개략도이다.
도 2는 종래 기술분야의 디스크형 반응기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 방법을 수행하기에 특히 적합한 개조된 디스크형 반응기이다.
도 1에서 부호 (1)로 표시된 중축합 반응기(예를 들어 본 출원인의 DISCAGE?)에서 폴리에스테르 재료의 용융물이 생성된다. 중축합 반응기(1)의 배출영역을 형성하고 밀봉하며 배출 펌프로 될 수 있는 배출장치가 부호(2)로 표시되어 있다.
도 3은 본 발명의 범위 내에서 바람직하게 사용된 신규한 중축합 반응기의 개략도를 보여준다.
서두에서 설명한 도 2의 반응기와 유사한 도 3의 반응기는 디스크를 갖는 수평으로 배치된 원통형 장치 형태의 디스크형 반응기(30)로서, 디스크는 바스켓형 구조 또는 길이방향 축(32)에 배치되며, 그 디스크중 두 개만 부호(33)로 표시되어 있다. 도 2의 반응기와 대조적으로, 여기에서는 생성되는 아세트알데히드의 증발에 불리한 배출조는 그러나 넓게 분산되어 있다. 이를 위하여, 용융물은 반응기의 외주면에 장착된 고정 스트리퍼에 의하여 디스크로부터 디스크(33)로 직접 운송되며, 상기 스트리퍼중 두 개만 부호(34)로 표시되어 있다. 배출영역(35)에서, 용융물은 고정 스트리퍼(36)에 의하여 배출장치 또는 펌프(37)로 직접 전달되어서 용융물의 축적이 발생되지 않는다. 수집 배출구가 또한 분산된다. 펌프(37)는 장방형의 플랜지(38)에서 직접 반응기로 플랜지 연결된다.
신규한 반응기에서, 연속적인 용융물의 흐름은 배출 영역에 이르기까지 얇은 층으로서 감소된 압력으로 가스 챔버에 연통되어 있다. 작업은 물리적 분리 한계치에서 수행된다.
도 1에 있어서, 배출장치(2)는 폴리에스테르 용융물을 중축합 반응기(1)로부터 가압하에 용융물 파이프(3)로 운송하며, 상기 용융물 파이프는 이어서 다리부(3.1, 3.2)로 분할된다. 상기 다리부(3.1)는 다시 다리부(3.1.1, 3.1.2)로 분할된다.
다리부(3.1.1)는 예를 들어 통상의 표준 과립기를 사용하는 표준 과립장치(4)로 이어진다. 상기 과립장치에 의하여 형성된 과립은 표준 결정화장치(5)로 공급되며, 여기서 과립은 예를 들어 교반기 또는 유동상 베드에 의하여 이동된다. 여기에 이어서 건조장치(6)가 제공되며, 여기서 과립은 예를 들어 축 건조기에서 더운 건조 가스의 유동하에 건조된다. 최종 과립용의 충진부 또는 용기는 부호(7)로 표시된다.
다리부(3.1.2)는 과립의 고유 열을 이용하는 직접적인 결정화장치를 구비하고 열간 절단에 의하는 과립 형성부(8)로 이어진다. 이렇게 형성된 과립은 전술한 건조장치(6)로 공급된 다음 용기 또는 충진부(7)로 보내진다. 변형적으로, 작업은 과립장치에서 직접 열간 절단에 의하여 건조장치(6)로 이행될 수 있다. 여기서 과립은 충진부(7)로 반송된다.
다리부(3.2)는 금형부(9)로 이어지며, 금형부에 의하여 용융물로부터 직접 성형제품이 만들어질 수 있다. 금형부(9)는 특히 사출성형기, 성형제품은 병 예비성형물로 될 수 있다.
다리부(3.1)에서, 고정 혼합기와 연결된 다른 사출지점(10)이 점선으로 표시되어 있으며, 이를 통하여 필요한 경우 AA 블럭제가 용융물에 주입될 수 있다. 다리부(3.2)에서, 대응하는 사출지점은 부호(11)로 표시되어 있다.
마지막으로, 용융물 파이프(3)에는 또한 다른 필터(12)가 제공될 수 있다.
실시예
아래 표의 항목(B-F)에서, 건조 단계 전후의 폴리에스테르 과립 또는 성형제품에 대한 고유 점도(Ⅳ)와 AA 함량 값 및 결정화도 값이, 본 발명의 방법에 따라 도 1의 장치로 얻을 수 있는 것으로 표시되어 있다.
항목(A)은, 본 발명에 따른 건조 대신에 고상 후축합(solid phase post-condensation: SSP= 고상 중축합)을 포함하는 종래 기술에 따른 방법에서 통상적으로 얻을 수 있는 비교값을 보여준다. 모든 실시예에서의 폴리에스테르 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 도 3에 따른 중축합 반응기는 연속공정에서 사용되었다. Ⅳ값과 AA값은 ASTM에 따라 결정되었다. 결정화 정도는 아래 식을 사용하여 밀도 측정방법에 따라 결정되었다.
Figure 112007049018777-pct00001
100%의 결정질 PET의 밀도는 ρc = 1.455 g/㎤로, 비정질 PET의 밀도 ρa= 1.332g/㎤로 설정된다.
단계 값 A B C D E F
(a) 과립화
 IV(dl/g) 0.60 0.83 0.81 0.825
AA(ppm) 54 12 8 2
(b) 후결정화,
증발열 결정화
 IV(dl/g) 0.83 0.81 0.825
AA(ppm) N/a 6 N/a
KG(%) 42 30 41
(c) SSP/건조
(컨디셔닝)
 IV(dl/g) 0.82 0.83 0.83 0.825
AA(ppm) 0.9 1.5 0.9 0.8
KG(%) 55 42 41 41
(d) 성형제품/
중공체		 IV(dl/g) 0.81 0.825 0.83 0.82 0.83 0.825
AA(ppm) 4 4.5 4 2 15 7.5
공정조건은 아래와 같다.
실시예 A( 비교예 )
(a) 과립화:
도 2에 따른 중축합 반응기(연속 용융 중축합):
온도 290℃
진공도 1 mbar
용융물 파이프에서의 체류시간 12분
(b) "별도 단계"로서의 후축합은 생략된다. 그러므로 값이 없다.
(c) SSP/건조 후:
예비 결정화 200℃에서 45분
결정화 209℃에서 60분
SSP 반응기 질소를 건조가스로 하여
209℃에서 12시간
(d) 성형제품(과립의 재용융후 사출성형)
금형에서의 온도 290℃
용융물의 체류시간 50초
실시예 B
(a) 과립화:
중축합 반응기(연속 용융 중축합):
온도 276℃
진공도 0.95 mbar
용융물 파이프에서의 체류시간 1.5분
(b) 결정화
유동상 베드에서 170℃에서 60분
(c) 건조
축 건조기에서 공기를 건조가스로 하여
170℃에서 12시간
(d) 성형제품(과립의 재용융후 사출성형)
금형에서의 온도 280℃
용융물의 체류시간 50초
실시예 C
(a) 과립화:
중축합 반응기(연속 용융 중축합):
온도 276℃
진공도 0.95 mbar
용융물 파이프에서의 체류시간 45초
(b) 결정화
유동상 베드에서 170℃에서 15분
(c) 건조:
축 건조기에서 공기를 건조 가스로 하여
170℃에서 12시간
(d) 성형제품(과립의 재용융후 사출성형)
금형에서의 온도 280℃
용융물의 체류시간 50초
실시예 D
안트라닐 아미드(anthranil amides; 영국, 머시사이드, 노슬레이 소재의 칼라매트릭스 컴퍼니) 형태의 AA 블럭제 250 ppm을 사출지점(10)에서 추가. 다른 조건은 실시예 B와 같다.
실시예 E
a) 과립화:
중축합 반응기(연속 용융 중축합):
온도 276℃
진공도 0.95 mbar
용융물 파이프에서의 체류시간 4분
(b),(c)는 별도 공정단계로서 생략함: 값이 없음
(d) 성형제품(과립의 재용융후 사출성형)
금형에서의 온도 275℃
용융물의 체류시간 30초
실시예 F
안트라닐 아미드(영국, 머시사이드, 노슬레이 소재의 칼라매트릭스 컴퍼니) 형태의 AA 블럭제 250ppm을 추가로 사출지점(10)에서 추가함. 다른 조건은 실시예 E와 같다.
본 발명에 따른 방법에 따른 상기 실시예는, 복잡한 고상 후축합을 포함하는 종래 기술에 따른 제품에 대하여, 최종 과립에서 또한 이어서 생성된 성형제품에서 거의 동일한 값의 고유 점도(Ⅳ)와 AA 함량을 갖는 것으로 나타났다. AA 블럭제의 추가 사용으로, AA 값은 물병 제품의 생산에서 요구되는 정도로 감소될 수 있다. 본 발명에 따라 생산된 과립의 재용융 및 다른 처리공정을 한 후에도, AA 값은 종래 기술분야의 기준에 필적하는 수준으로 유지된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 다리부로의 용융물 파이프(3)의 분할과, 여러 과립화 및 결정화 방법의 병행 적용 또는 용융물로부터의 성형제품의 직접적인 생산은 단지 예시적인 것이다. 본 발명은 단지 과립화에만 사용되거나 직접적인 성형제품의 생산에만 사용될 수 있다. 다른 한편으로, 다른 공정들의 병행 작업도 가능하다. 다리부(3.2)의 다른 분할에 의하여, 도 1의 복수개의 금형(9)으로 병행작업할 수 있다.
도면부호 리스트
1 : 중축합 반응기
2 : 배출장치
3 : 용융물 파이프
3.1 : 용융물 파이프의 다리부
3.1.1 : 용융물 파이프의 다리부
3.1.2 : 용융물 파이프의 다리부
3.2 : 용융물 파이프의 다리부
4 : 과립장치(표준 과립기)
5 : 표준 결정화장치
6 : 건조장치(축 건조기)
7 : 최종 과립용 용기 또는 충진부
8 : 열간 절단 및 직접적인 결정화수단을 갖는 과립장치
9 : 성형제품용 금형(사출성형기)
10 : AA 블럭제 사출지점
11 : AA 블럭제 사출지점
12 : 필터
20 : 원통형 장치
21 : 용융물 배출조
22 : 종축 또는 바스켓형 구조물
23 : 디스크
24 : 위어
25 : 배출영역
26 : 배출장치/펌프
27 : 수집 배출구
30 : 원통형 장치
32 : 종축 또는 바스켓형 구조물
33 : 디스크
34 : 고정 스트리퍼
35 : 배출영역
36 : 고정 스트리퍼
37 : 배출장치/펌프
38 : 플랜지

Claims (21)

  1. 중축합장치의 배출영역의 용융물이 감소된 압력의 가스 챔버와 연통되어 270-285℃ 사이의 온도에서 유지되고, 상기 용융물이 중축합장치에서 과립화를 유도하는 용융물 파이프로 배출되고, 용융물은 용융물 파이프에서 과립화까지 45초 이상 4분 미만의 체류 시간을 갖는 것을 특징으로 하는, 중축합장치로부터 배출되는 용융물로부터 저 아세트알데히드 함량을 갖는 폴리에스테르 과립 또는 성형제품의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중축합장치의 배출영역에서의 용융물은 감소된 압력의 가스 챔버와 연통되어 275-280℃ 사이의 온도에서 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가스 챔버에서의 압력은 0.95-2 mbar 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 용융물은 중축합장치의 배출영역으로부터 배출장치에 의하여 배출되고, 상기 배출장치까지의 배출영역에서의 용융물은 감소된 압력의 가스 챔버와 접촉 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중축합장치의 배출영역에서의 용융물의 아세트알데히드 함량은 0 ppm 이상 5 ppm 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중축합장치의 배출영역에서의 용융물은 고점성 조절제의 사용에 의하여 0.5-0.9 dl/g 사이의 고유 점도로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용융물은 중축합장치로부터 적어도 하나의 용융물 파이프로 배출되고, 상기 적어도 하나의 용융물 파이프의 용융물은 270-285℃ 사이의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 용융물은 용융물 파이프에서 과립화까지 45초 이상 2분 미만의 체류 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 과립은 다시 이동에 의하여 표준 결정화 처리되고, 150-200℃ 사이의 온도에서 건조 가스로 건조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 과립은 열간 절단에 의하여 생성되고 다시 과립의 고유 열을 이용하여 직접 결정화처리되며, 또한 150-200℃ 사이의 온도에서 건조가스로 건조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 건조는 165-175℃ 사이의 온도에서 건조 가스로서 공기로 건조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 건조는 5-20 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 아세트알데히드 블럭제가 과립화 전에 또는 성형제품의 제조 전에 용융물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제8항에 있어서, 상기 용융물은 용융물 파이프에서 여과되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서, 상기 전체 중축합장치에서의 용융물은 감소된 압력의 가스 챔버와 접촉하며 270-285℃의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 방법은 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 마지막 단계가, 광범위한 배출조 형성을 방지하도록 반응기 외주면에 장착된 고정 스트리퍼와 회전 디스크를 결합한 구성으로 용융물이 디스크에서 다른 디스크로 바로 전송되는 디스크 반응기로 구성되고, 배출영역에서 용융물은 축적 없이 고정 스트리퍼에 의하여 바로 배출장치로 전달되는 중축합장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제12항, 제14항, 제15항, 제17항, 제18항 중 어느 한 방법을 수행하기 위한 장치.
  20. 제5항에 있어서, 상기 중축합장치의 배출영역에서의 용융물의 아세트알데히드 함량은 0 ppm 이상 2 ppm 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제7항에 있어서, 상기 용융물은 중축합장치로부터 적어도 하나의 용융물 파이프로 배출되고, 상기 적어도 하나의 용융물 파이프의 용융물은 275-280℃ 사이의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
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