KR20010093117A - Method for making poly(ethylene terephthalate)-poly(ethylene isophthalate) copolyesters - Google Patents

Method for making poly(ethylene terephthalate)-poly(ethylene isophthalate) copolyesters Download PDF

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Abstract

본 발명은 이소프탈 단위를 8% 이상 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)-폴리(에틸렌 이소프탈레이트) 코폴리에스테르의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 a) 테레프탈산 또는 메틸 테레프탈레이트 및 8 중량% 이상의 이소프탈산 또는 메틸 이소프탈레이트를 함유하는 혼합물을 에틸렌 글리콜을 사용하여 에스테르 반응 또는 에스테르 교환 반응으로 처리하는 단계, b) 상기 에스테르화된 생성물을 용융상에서 중합 처리하는 단계, c) 고화 및 과립화 단계, d) 중합체를 무용제 액상 매질과의 접촉에 의한 결정화 단계 또는, 과립의 가열 수단과 내부에서 과립에 균일한 체류 시간을 부과하는 수단을 포함하는 제1 결정화기와, 고온 기류에 의해 유동화된 과립층을 생성하기 위한 수단을 포함하는 제2 결정화기의 2 종의 결정화기에서 연속적으로 처리하는 것에 의한 결정화 단계, e) 결정화된 과립의 고형상으로의 후축합 단계. 본 발명의 한 구체예에 의한 결정화 단계에 의하면 고형상으로의 후축합 단계 동안 과립이 서로 달라붙는 것을 방지할 수 있게 된다.The present invention relates to a process for producing poly (ethylene terephthalate) -poly (ethylene isophthalate) copolyester containing 8% or more of isophthal units. The process comprises the steps of: a) treating a mixture containing terephthalic acid or methyl terephthalate and at least 8% by weight of isophthalic acid or methyl isophthalate by esterification or transesterification using ethylene glycol, b) subjecting the esterified product to Polymerizing in the melt phase, c) solidifying and granulating, d) crystallizing the polymer by contact with a solvent-free liquid medium, or means for heating the granules and imparting a uniform residence time to the granules therein. A crystallization step by successively treating in two crystallizers of a second crystallizer comprising a first crystallizer and a means for producing a granulated bed fluidized by hot air flow, e) the solid state of the crystallized granules Postcondensation step into. The crystallization step according to one embodiment of the present invention makes it possible to prevent the granules from sticking together during the postcondensation step into a solid phase.

Description

폴리(에틸렌 테레프탈레이트)-폴리(에틸렌 이소프탈레이트) 코폴리에스테르의 제조 방법{METHOD FOR MAKING POLY(ETHYLENE TEREPHTHALATE)-POLY(ETHYLENE ISOPHTHALATE) COPOLYESTERS}Method for producing poly (ethylene terephthalate) -poly (ethylene isophthalate) copolyester {METHOD FOR MAKING POLY (ETHYLENE TEREPHTHALATE) -POLY (ETHYLENE ISOPHTHALATE) COPOLYESTERS}

폴리(에틸렌 테레프탈레이트)는 다수의 용도를 갖는 열가소성 물질로서, 이러한 용도는 예를 들면 열변형된 소재 분야에서와 같은 섬유 분야에서 널리 보급되고 있다. 이러한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 용도 중 일례로는 병과 같은 중공체의 제조가 있다. 이러한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)로 제조된 병은 무탄산 음료, 약한 탄산 음료 또는 강한 탄산 음료를 수용하는데 사용될 수 있다. 강한 탄산 음료를 수용하기 위해서는, 중합체의 기체 확산에 대한 저항이 우수한 것이 관건이다. 이러한 특성을 장벽 효과(barrier effect)로 칭한다. 그래서, 병에 수용된 음료가 장시간 동안 스파클(sparkle)을 보전할 수 있도록 이러한 성질을 보강시키고자 예의 연구를 거듭하였다.Poly (ethylene terephthalate) is a thermoplastic material with many uses, which is widely used in the textile field, for example in the field of heat modified materials. One example of the use of such poly (ethylene terephthalate) is the production of hollow bodies such as bottles. Bottles made of such poly (ethylene terephthalate) can be used to accommodate non-carbonated beverages, soft carbonated beverages or strong carbonated beverages. In order to accommodate strong carbonated beverages, it is key that the polymer has good resistance to gas diffusion. This property is called a barrier effect. Thus, intensive research has been conducted to reinforce this property so that the beverage contained in the bottle can preserve the sparkle for a long time.

폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 장벽 특성을 보강시키기 위해 제안된 해결책 중 하나는 테레프탈 단위 및 이소프탈 단위계 공중합체의 조성물을 사용하는 것이있다. 일본 특허 출원 공보 제J02263619호에는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 중의 8∼13 중량% 비율로 이소프탈 단위의 존재가 장벽 효과를 증강시킬 수 있는 것으로 개시되어 있다. 이러한 공중합체의 산업상 제조는 수행하기가 곤란하다. 사실상, 병을 제조하기 위해 사용하는 폴리에스테르는 분자량이 높아야만 한다. 이러한 고분자량의 중합체는 용융상에서 중합 반응을 수행한 후 고형상으로의 후축합 반응에 의해 수행된다. 이러한 방법은 공지되어 있으며, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 제조를 위해 널리 공지된 산업상 개발의 목적이 되고 있다. 중합체 중의 8% 이상의 이소프탈 단위의 존재로 인해서 사용된 실제의 기법에 의해 고형상으로의 후축합 반응을 산업적으로 수행하는 것이 곤란하게 된다. 이소프탈 단위는 중합체의 무정형 특성을 강조하게 되며, 분자쇄는 유동성이 크게 되어 고형 과립은 폴리(에틸렌 프탈레이트)보다 더 낮은 온도에서 접촉시 서로 달라붙는 경향을 갖게 된다. 이와 같은 달라붙는 현상은 후축합 엔클로져(enclosure)내에서 관찰되나, 또한 후축합 반응 이전 단계인 결정화 엔클로져내에서도 관찰될 수 있다. 이러한 현상은 해당 단계의 생성물을 다른 단계로 이전시키는 것이 불가능하게 되며, 그리하여 공중합체의 제조가 불가능하게 된다.One of the proposed solutions for reinforcing the barrier properties of poly (ethylene terephthalate) is to use compositions of terephthal unit and isophthal unit system copolymers. Japanese Patent Application Publication No. J02263619 discloses that the presence of isophthalic units in the proportion of 8 to 13% by weight in poly (ethylene terephthalate) can enhance the barrier effect. Industrial production of such copolymers is difficult to perform. In fact, the polyester used to make the bottle must have a high molecular weight. This high molecular weight polymer is carried out by a postcondensation reaction to a solid state after the polymerization reaction in the molten phase. Such methods are known and have become the objective of well-known industrial development for the production of poly (ethylene terephthalate). The presence of at least 8% of isophthalic units in the polymer makes it difficult to industrially perform the postcondensation reaction to a solid state by the actual technique used. Isophthalic units emphasize the amorphous properties of the polymer, and the molecular chains become more fluid and the solid granules tend to stick to each other upon contact at lower temperatures than poly (ethylene phthalate). This sticking phenomenon is observed in the postcondensation enclosure, but can also be observed in the crystallization enclosure, which is a step prior to the postcondensation reaction. This phenomenon makes it impossible to transfer the product of that step to another step, thus making the copolymer impossible.

본 발명은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)-폴리(에틸렌 이소프탈레이트) 코폴리에스테르의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing poly (ethylene terephthalate) -poly (ethylene isophthalate) copolyester.

본 발명은 결정화 단계 및 고형상으로의 후축합 단계 동안 과립이 서로 달라붙는 것을 방지하면서, 8% 이상의 이소프탈 단위를 포함하는 코폴리에스테르의 제조 방법을 개선시키기 위한 것이다.The present invention seeks to improve the process for the preparation of copolyesters comprising at least 8% isophthal units, while preventing the granules from sticking together during the crystallization step and the post-condensation step into a solid phase.

본 발명은 이소프탈 단위를 8% 이상 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)-폴리(에틸렌 이소프탈레이트) 코폴리에스테르의 제조 방법에 관한 것으로, 이러한 방법은 하기 단계를 포함한다:The present invention relates to a process for the preparation of poly (ethylene terephthalate) -poly (ethylene isophthalate) copolyesters containing at least 8% of isophthal units, the process comprising the following steps:

a) 테레프탈산 또는 메틸 테레프탈레이트 및 8 중량% 이상의 이소프탈산 또는 메틸 이소프탈레이트를 함유하는 혼합물을 에틸렌 글리콜을 사용하여 에스테르 반응 또는 에스테르 교환 반응으로 처리하는 단계,a) treating a mixture containing terephthalic acid or methyl terephthalate and at least 8% by weight of isophthalic acid or methyl isophthalate by esterification or transesterification with ethylene glycol,

b) 상기 에스테르화된 생성물을 용융상에서 중합 처리하는 단계,b) polymerizing the esterified product in a molten phase,

c) 고화 및 과립화 단계,c) solidification and granulation steps,

d) 중합체의 비용제 액상 매질과의 접촉에 의한 결정화 단계 또는, 과립의 가열 수단 및 내부에서 과립에 균일한 체류 시간을 부과하는 수단을 포함하는 제1 결정화기와, 고온 기류에 의해 유동화된 과립층을 생성하기 위한 수단을 포함하는 제2 결정화기의 2 종의 결정화기에서 연속적으로 처리하는 것에 의한 결정화 단계,d) a crystallization step of contacting the polymer with a non-solvent liquid medium or a first crystallizer comprising heating means of the granules and means for imparting a uniform residence time to the granules therein, and a granulated layer fluidized by hot airflow A crystallization step by successively treating in two crystallizers of the second crystallizer comprising means for producing a

e) 결정화된 과립을 목적하는 중합도까지 고형상으로 후축합시키는 단계.e) postcondensation of the crystallized granules in solid form to the desired degree of polymerization.

이러한 단계들은 제조 방법을 수행하는데 있어서 필수적인 조작으로 이루어진다. 이러한 제조 방법은 기타의 것도 포함할 수 있다. 이들 단계 각각은 임의로 다수의 장치 내에서 기본 조작으로 세분될 수도 있다.These steps consist of the necessary operations in carrying out the manufacturing method. Such a manufacturing method may include others. Each of these steps may optionally be subdivided into basic operations within a number of devices.

에스테르 반응 또는 에스테르 교환 반응의 단계 a)는 문헌에 충분히 기재되어 있으며, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 제조를 위한 산업적으로 중요한 개발을 목적으로 한다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)에 의해, 대부분은 테레프탈 단위를 포함하며, 8% 이상은 이소프탈 단위를 포함한다. 이소프탈 단위의 비율에의하면, 이소프탈산 및 테레프탈산의 혼합물 중의 이소프탈산의 중량 비율을 들 수 있다. 본 발명에 의한 공중합체는 8% 이상의 이소프탈 단위를 포함하는 것으로, 이는 이소프탈산 및 테레프탈산 또는 이들 화합물의 디에스테르의 혼합물을 사용하면서, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 제조하기 위해서 사용되는 것과 동일한 방법에 의해 제조될 수 있다.Step a) of the ester reaction or transesterification reaction is fully described in the literature and aims for industrially important development for the preparation of poly (ethylene terephthalate). With poly (ethylene terephthalate), most contain terephthal units and at least 8% contain isophthal units. According to the ratio of the isophthal unit, the weight ratio of isophthalic acid in the mixture of isophthalic acid and terephthalic acid is mentioned. The copolymer according to the invention comprises at least 8% isophthalic units, which is the same method used to prepare poly (ethylene terephthalates), using a mixture of isophthalic acid and terephthalic acid or diesters of these compounds. It can be prepared by.

중합 단계 b)는 산업상에서 수행되는 것과 동일하다. 이러한 방법은 단계 a)의 반응 생성물의 용융 상태에서의 축합 반응으로 이루어진다. 이는 일반적으로 안티몬 삼산화물 또는 티탄 산화물과 같은 금속 화합물에 의해 촉매화된다. 반응의 진행 과정에서, 생성물은 점점 더 점성을 띠게 된다. 특정 점도 이상까지는, 실질적으로 사용된 기법은 반응을 지속할 수가 없게 된다. 용융상으로 얻게 되는 점도 한계치는 일반적으로 85 ㎖/g이 된다. 더 높은 고분자량의 화합물을 얻고자 할 경우에는 고형상 축합 반응을 수행하여야만 한다.The polymerization step b) is the same as carried out in industry. This method consists of the condensation reaction in the molten state of the reaction product of step a). It is generally catalyzed by metal compounds such as antimony trioxide or titanium oxide. In the course of the reaction, the product becomes more and more viscous. Above a certain viscosity, practically the techniques used will not be able to sustain the reaction. The viscosity limit obtained in the molten phase is usually 85 ml / g. In order to obtain higher molecular weight compounds, solid condensation reactions must be carried out.

상기에서 점도란 50 중량%의 페놀 및 50 중량%의 1,2-디클로로벤젠의 혼합물 내에서 115℃에서 용해된 중합체 0.005 g/㎖의 용액에 대해 우벨로드형(Ubbelohde) 점도계를 사용하여 25℃에서 ㎖/g의 단위로 측정한 점도 지수(IV)를 의미한다.Viscosity is 25 ° C using a Ubbelohde viscometer for a solution of 0.005 g / mL of the polymer dissolved at 115 ° C in a mixture of 50% by weight of phenol and 50% by weight of 1,2-dichlorobenzene. Refers to the viscosity index (IV) measured in units of ml / g.

단계 c) 동안, 단계 b)로부터의 용융된 중합체는 예를 들면 압출 및 냉각에 의해 과립화시킨다. 그리하여 무정형이 된다. 이러한 단계로부터의 과립은 임의의 결정화 단계 이후 특정한 용도에 사용될 수 있거나, 고분자량 중합체를 필요로 하는 용도의 경우 고형상으로의 후축합 처리를 할 수가 있다. 이는 예를 들면 병과 같은 중공체의 제조의 경우에 해당한다.During step c), the molten polymer from step b) is granulated, for example by extrusion and cooling. Thus it becomes amorphous. The granules from this step can be used for certain applications after any crystallization step, or can be subjected to post-condensation treatment in solid form for applications requiring high molecular weight polymers. This is the case, for example, in the manufacture of hollow bodies such as bottles.

단계 e) 동안 수행한 고형상으로의 후축합 반응은 중합체의 유리 전이 온도와 이의 융점 사이의 온도에서 과립을 가열시키는 것으로 이루어진다. 이러한 축합 반응은 반응 산물, 에틸렌 글리콜 및 임의로 물의 방출을 수반하게 된다.The postcondensation reaction to solid phase carried out during step e) consists in heating the granules at a temperature between the glass transition temperature of the polymer and its melting point. This condensation reaction involves the release of the reaction product, ethylene glycol and optionally water.

단계 c)로부터의 과립이 본 발명에 의해 결정화되지 않는 경우, 이들은 서로 달라붙게 되는데, 이는 고형상 축합 단계의 수행을 불가능케 한다. 과립들끼리의 접착 및 응집은 실질적으로 무정형 부분의 연화로 인한 것이다. 이소프탈 단위는 이러한 중합체의 무정형 특성을 강화시키게 되는데, 이는 결정화를 곤란하게 한다. 본 발명은 8 중량% 보다 높은 농도로 이소프탈 단위를 포함하는 코폴리에스테르의 결정화 단계 d)의 2 개의 구체예를 제안한다.If the granules from step c) are not crystallized by the present invention, they will stick to each other, which makes it impossible to carry out the solid phase condensation step. Adhesion and agglomeration of the granules together is due to softening of the amorphous part substantially. Isophthalic units enhance the amorphous properties of these polymers, which makes crystallization difficult. The present invention proposes two embodiments of crystallization step d) of copolyesters comprising isophthalic units in concentrations higher than 8% by weight.

본 발명의 제1 구체예에 의하면, 과립은 공중합체의 비용제성 액상 매질과의 접촉 수행에 의해 결정화된다. 이러한 액상 매질은 예를 들면, 염화메틸렌, 디옥산, 니트로메탄, 아세톤, 벤젠, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 메탄올, 에탄올, 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 사염화탄소, 톨루엔, 벤질 알콜, 메틸 비닐 케톤 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 특히, 아세톤에서 양호한 결과가 산출된다. 액상 매질과의 접촉 수행은 모든 방법에 의해, 예를 들면 침지에 의해 수행될 수 있다. 이러한 단계는 연속적으로 또는 불연속적으로 수행될 수 있다.According to a first embodiment of the invention, the granules are crystallized by carrying out contact of the copolymer with a non-solvent liquid medium. Such liquid media are, for example, methylene chloride, dioxane, nitromethane, acetone, benzene, dimethylformamide, dimethylacetamide, methanol, ethanol, chloroform, trichloroethylene, tetrachloroethylene, carbon tetrachloride, toluene, benzyl alcohol, Methyl vinyl ketone and mixtures thereof. In particular, good results are obtained with acetone. Performing contact with the liquid medium can be carried out by any method, for example by dipping. This step can be performed continuously or discontinuously.

액상 매질은 상온에서 또는 액체의 비점 이하의 온도 이하에서 사용할 수 있다. 온도는 처리된 중합체의 융점보다 낮아야만 한다.The liquid medium may be used at room temperature or below a temperature below the boiling point of the liquid. The temperature should be below the melting point of the treated polymer.

액상 매질과의 접촉 수행은 약 30 ㎖/g의 점도 지수에 해당하는 분자량 이상의 분자량을 갖는 중합체에서 수행하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 방법은 점도가 높은, 특히 점도 지수 약 90 ㎖/g까지 중합체에 적용할 수 있다. 또한, 분자량이 매우 높은 화합물을 제조하기 위하여, 점도 지수가 높은, 특히 약 130 ㎖/g의 중합체에도 응용할 수 있다.Performing contact with the liquid medium may advantageously be carried out in a polymer having a molecular weight of at least molecular weight corresponding to a viscosity index of about 30 ml / g. This method is applicable to polymers of high viscosity, in particular up to a viscosity index of about 90 ml / g. It is also applicable to polymers having a high viscosity index, in particular about 130 ml / g, in order to produce very high molecular weight compounds.

침지 단계 이후 가열에 의한 통상의 결정화 방법에 의한 결정화 단계를 수행할 수 있다. 이러한 단계는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 결정화를 위해 사용된 것과 동일한 장치내에서 수행한다.After the immersion step, a crystallization step by a conventional crystallization method by heating may be performed. This step is carried out in the same apparatus used for the crystallization of poly (ethylene terephthalate).

본 발명의 제2의 구체예에 의하면, 과립의 가열 수단 및 내부에서 과립에 균일한 체류 시간을 부과하는 수단을 포함하는 제1 결정화기, 고온 기류에 의해 유동화된 과립층을 생성하기 위한 수단을 포함하는 제2 결정화기의 2 종의 장치내에서 과립을 연속적으로 통과시켜 수행한다.According to a second embodiment of the invention, there is provided a first crystallizer comprising heating means for granules and means for imparting a uniform residence time to the granules therein, and means for producing granulated layers fluidized by hot air flow. This is done by continuously passing the granules in the two kinds of apparatus of the second crystallizer.

제1 결정화기의 목적은 결정화기내에서의 과립의 체류 시간을 조절하고, 최소한도의 결정화도가 균일하도록 한다. 각각의 과립이 고온의 매질 중에서의 균일한 체류 시간을 얻고, 과립의 일부를 과립 나머지에 대해 상대적으로 이동시키는 것을 비교할 수 있는 모든 수단을 제1 결정화기의 수행에 사용할 수 있다. 예를 들면, 이러한 수단은 과립의 기계적 이동 수단 및 과립의 일부를 과립 나머지에 대해 이동시키는 수단으로 이루어질 수 있다. 이러한 과립화물의 균일한 제1 결정화 단계는 제2 결정화 단계 동안 서로 과립이 달라붙는 것을 방지하도록 최소한의 결정화도를 얻도록 한다. 제2 결정화 단계는 제1 결정화 단계보다 일반적으로 긴 시간 동안 고온의 기류에 의해 과립이 작용하게 되는 장치내에서 수행된다. 이러한 장치는 이의 내부에서의 체류 시간이 길게 될 수 있으며, 그리하여 후축합 반응 동안 과립이 달라붙는 것을 방지하기에 충분한 결정화도를 얻게 된다.The purpose of the first crystallizer is to control the residence time of the granules in the crystallizer and to make the minimum crystallinity uniform. Any means by which each granule can obtain a uniform residence time in the hot medium and can be compared to move a portion of the granules relative to the rest of the granules can be used in the performance of the first crystallizer. For example, such means may consist of mechanical means of movement of the granules and means of moving a portion of the granules relative to the rest of the granules. This uniform first crystallization step of granulate allows to obtain a minimum degree of crystallinity to prevent the granules from sticking to each other during the second crystallization step. The second crystallization step is carried out in an apparatus in which the granules are acted upon by a stream of hot air for a generally longer time than the first crystallization step. Such a device can have a long residence time therein, thereby obtaining sufficient crystallinity to prevent the granules from sticking during the postcondensation reaction.

예를 들면, 제1 결정화기는 컨테이너와, 컨테이너의 내부에서 속도를 조절할 수 있는 회전 수단을 포함할 수 있다. 이러한 컨테이너는 그 형상이 거의 원통형이다. 단계 c)로부터의 과립의 충전 수단은 한쪽 말단에 제공되고, 그리고 과립의 배출 수단은 다른쪽 말단에 제공될 수 있다. 이러한 장치는 공지의 모든 형태를 가질 수 있다. 예를 들면 산소 또는 질소와 같은 기체의 순환 수단이 제공된다. 회전 수단은 과립을 컨테이너의 한쪽 말단에서 다른쪽 말단으로 이동시키게 된다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 예를 들면 축에 대해 구배된 디스크 또는 무한 나사(screw without end)와 같은 추진 수단이 부착된 축으로 이루어질 수 있다. 축 및 추진 수단은 이의 내부에 공동을 포함할 수 있으며, 여기서 고온의 유체가 순환된다. 고온의 유체는 교반 수단 및 추진 수단의 벽면을 통해 과립과 함께 열 교환을 양호하게 할 수 있도록 순환된다. 사실상, 축과 추진 수단은 외부면의 종방향에 유체를 안내하고, 열 교환을 촉진할 수 있는 기타의 모든 수단이 내부에 구비될 수 있는 것이 유리하다. 컨테이너 및 추진 장치의 형태는 컨테이너의 내부에서 과립의 정체 영역이 형성되는 것을 방지하도록 조절 및 조정되는 것이 유리하다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해, 장치의 종축에 과립의 유출량을 교란시키는 고정된 바(bar)가 컨테이너에 구비될 수 있다.For example, the first crystallizer may comprise a container and a rotating means for adjusting the speed inside the container. Such containers are almost cylindrical in shape. The means for filling granules from step c) may be provided at one end, and the means for discharging granules may be provided at the other end. Such a device may have all known forms. Means for circulating the gas, for example oxygen or nitrogen, are provided. The rotating means moves the granules from one end of the container to the other end. To achieve this object, for example, it may consist of a shaft with attached propulsion means, such as a disk graded relative to the shaft or a screw without end. The shaft and the propulsion means may comprise a cavity therein in which the hot fluid is circulated. The hot fluid is circulated through the wall of the stirring means and the propulsion means together with the granules to facilitate heat exchange. In fact, it is advantageous for the shaft and the propulsion means to be internally provided with all other means capable of guiding fluid in the longitudinal direction of the outer surface and facilitating heat exchange. The form of the container and the propulsion device is advantageously adjusted and adjusted to prevent the formation of stagnant areas of granules inside the container. To prevent this phenomenon, a fixed bar may be provided in the container which disturbs the outflow of granules on the longitudinal axis of the device.

장치 내에서 순환하는 고온의 유체 온도는 120℃∼240℃인 것이 유리하다.장치내에서 과립의 체류 시간은 추진 장치의 회전 속도에 의해 또는 형태의 조절에 의해 제어된다. 체류 시간 및 온도는 장치내에서 배출되는 과립의 결정화도가 20∼42%인 것이 유리하므로 상기로 조절한다.The hot fluid temperature circulating in the device is advantageously between 120 ° C. and 240 ° C. The residence time of the granules in the device is controlled by the rotational speed of the propulsion device or by adjustment of the shape. The residence time and temperature are controlled as above because it is advantageous that the crystallinity of the granules discharged in the apparatus is 20-42%.

회전축은 과립의 장입 말단에 위치하는 절단부가 큰 원뿔대의 형태가 될 수 있다. 그리하여 교반 수단 및 추진 수단은 컨테이너 한쪽 말단에서 다른쪽 말단으로 증가하는 과립과의 접촉면을 형성하며, 더 넓은 접촉면은 과립의 배출 말단에 위치한다.The axis of rotation may be in the form of a truncated truncated cone located at the charging end of the granules. The stirring means and the pushing means thus form a contact surface with the granules increasing from one end of the container to the other end, the wider contact surface being located at the discharging end of the granules.

예를 들면, 제2 결정화기는 고온의 기체에 의해 과립의 유동층을 형성하도록 이루어진다. 예를 들면 수평면에 의해 또는 경사면에 의해 2 개의 부분으로 나뉘어지는 길게 연장된 엔클로져로 이루어질 수 있다. 이러한 분리는 과립의 크기보다 작은 직경의 천공이 구비된 표면에 의해 형성된다. 이러한 천공에 의해 상기 엔클로져의 2 개의 부분 사이에서 고온의 기체(산소, 질소 또는 공기)의 이동이 가능하게 된다. 하부에는 120℃∼240℃의 유리한 온도의 조절가능한 유속으로 고온의 기체의 유입구가 구비되어 있다. 상부에는 기체의 배출 수단이 구비되어 있다. 또한, 이는 상기 엔클로져의 말단에 배치된 과립의 장입 및 배출 수단이 구비된다. 고온 기체의 유속은 과립상을 유동시키기에 충분하여야만 한다. 기체 플럭스에 의해 이동하는 과립은 상기 엔클로져의 한 말단에서 다른쪽 말단으로 이동된다. 결정화기내에서의 체류 시간의 조절 변수는 상기 엔클로져내의 기체의 유속이다. 엔클로져 내에서의 체류 시간 및 기체의 온도는 결정화기의 배출구에서 결정화도가 30∼40%에 도달되도록 하기 위해 조절된다.For example, the second crystallizer is configured to form a fluidized bed of granules by hot gas. For example, it may consist of an elongated enclosure divided into two parts by a horizontal plane or by an inclined plane. This separation is formed by a surface with a perforation of a diameter smaller than the size of the granules. This perforation allows the movement of hot gases (oxygen, nitrogen or air) between the two parts of the enclosure. The lower part is equipped with an inlet for hot gas at an adjustable flow rate with an advantageous temperature of 120 ° C to 240 ° C. The upper part is provided with a gas discharge means. It is also provided with charging and discharging means for the granules disposed at the ends of the enclosure. The flow rate of hot gas must be sufficient to flow the granular form. The granules traveling by the gas flux are moved from one end to the other end of the enclosure. The controlling parameter of the residence time in the crystallizer is the flow rate of the gas in the enclosure. The residence time in the enclosure and the temperature of the gas are adjusted to ensure that the crystallinity reaches 30-40% at the outlet of the crystallizer.

전술한 바와 같은 장치는 엔클로져의 2 개의 부분 사이에 통과면을 포함하지 않는다. 엔클로져의 2 개의 부분 사이에서의 분리 방식은 더욱 복잡해질 수 있으며, 특히 다수의 천공이 있는 분리면을 사용하여 수행될 수 있다.The device as described above does not include a pass face between the two parts of the enclosure. The manner of separation between the two parts of the enclosure can be further complicated, in particular by using a separation surface with multiple perforations.

과립을 수용하는 엔클로져의 부분(상부)은 한 구획에서 다른 구획으로의 과립의 통과 수단을 포함하는 분리에 의해 구획된다. 예를 들면, 통과 수단은 과립을 수용하는 부분보다 크기가 작은 분리를 형성하도록 수행된다.The portion (top) of the enclosure containing the granules is partitioned by separation comprising means for passing the granules from one compartment to another. For example, the passing means is performed to form a separation smaller in size than the portion containing the granules.

액체와의 접촉에 의해 수행되는 결정화 단계 후, 가열에 의한 결정화 단계 또는 임의로 전술한 바와 같은 결정화기내에서의 연속 통과에 의한 결정화 단계는 중합체의 결정화 온도를 후축합 온도로 하고, 온도를 균일하게 하도록 상태조절 단계의 후축합 이전에 수행한다. 이러한 단계는 결정화된 중합체를 170℃∼240℃의 온도에서, 20 분∼10 시간의 시간 동안 후축합의 조건에 가깝게 유지하는 것으로 이루어진다.After the crystallization step carried out by contact with the liquid, the crystallization step by heating or optionally by the continuous passage in the crystallizer as described above allows the crystallization temperature of the polymer to be the postcondensation temperature and to make the temperature uniform. Prior to postcondensation of the conditioning phase. This step consists in keeping the crystallized polymer close to the conditions of postcondensation at a temperature of 170 ° C. to 240 ° C. for a period of 20 minutes to 10 hours.

본 발명의 기타의 세부사항 및 이점은 이하에서 예로서 제시한 실시예에 의하면 명백할 것이다.Other details and advantages of the invention will be apparent from the examples set forth below as examples.

실시예 1Example 1

10%의 이소프탈 단위를 포함하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)-폴리(에틸렌 이소프탈레이트)의 공중합체 과립은 통상의 방법에 의해 제조하였다. 초기의 점도 지수(IV)는 73 ㎖/g이다. 이를 4 시간 동안 아세톤 중에서 20℃의 온도에서 침지시켰다. 이를 상온에서 12 시간 동안 건조시켰다. 그후 214℃에서31 시간 동안 진공하에서 고형상으로의 후축합 반응을 수행하였다. 최종 점도 지수는 95 ㎖/g이다. 과립은 이의 크기를 보존하였으며, 응집되지도 않았다.Copolymer granules of poly (ethylene terephthalate) -poly (ethylene isophthalate) containing 10% of isophthal units were prepared by conventional methods. The initial viscosity index (IV) is 73 ml / g. It was immersed in acetone for 4 hours at a temperature of 20 ° C. It was dried at room temperature for 12 hours. The postcondensation reaction was then carried out at 214 ° C. for 31 hours under vacuum in solid form. The final viscosity index is 95 ml / g. The granules preserved their size and did not aggregate.

비교예 1Comparative Example 1

대조용 시료는 아세톤 중에 침지시키지 않고 동일하게 열 처리한다. 후축합 출구에서, 점도 지수는 92 ㎖/g이고, 모든 과립은 응집되었으며, 단지 사용 불가능한 고체 덩어리만을 형성하였다.The control sample is heat treated similarly without being immersed in acetone. At the post-condensation outlet, the viscosity index was 92 ml / g and all granules aggregated and formed only unusable solid mass.

실시예 2Example 2

10%의 이소프탈 단위를 포함하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)-폴리(에틸렌 이소프탈레이트) 중합체 과립을 통상의 방법으로 제조하였다. 초기의 점도 지수(IV)는 73 ㎖/g이다. 이를 연속 장치내에서 결정화시키고 후축합 처리하였다. 물질의 유속은 3,000 ㎏/h이다.Poly (ethylene terephthalate) -poly (ethylene isophthalate) polymer granules comprising 10% of isophthal units were prepared by conventional methods. The initial viscosity index (IV) is 73 ml / g. It was crystallized and postcondensed in a continuous apparatus. The flow rate of the material is 3,000 kg / h.

쏘시에떼 호소카와-베펙스사에서 등록상표 TORUSDISC로 시판하는 결정화기내에서 제1 결정화 단계를 수행하였다. 이러한 결정화기는 내부에서 순환하는 유체에 의해 가열 회전하면서 나사를 사용하여 엔클로져의 한쪽 말단에서 다른쪽 말단으로 과립을 기계적으로 추진시키게 된다. 회전체의 회전 속도는 9 회전/분이며, 과립의 체류 시간은 평균 30 분이다. 나사에서 순환하는 유체의 온도는 187℃이다.The first crystallization step was carried out in a crystallizer marketed by Societe Hosokawa-Bepex under the trademark TORUSDISC. Such crystallizers mechanically propel the granules from one end of the enclosure to the other end using a screw while heating and rotating by fluid circulating therein. The rotational speed of the rotor is 9 revolutions / minute, and the residence time of the granules is 30 minutes on average. The temperature of the fluid circulating in the screw is 187 ° C.

이러한 결정화 단계로부터의 과립은 쏘시에떼 뷔일러 리미티드사에서 시판하는 모델 OTWG 890의 유동상 결정화기내에서 제2의결정화 단계를 수행한다. 기체의 유속은 626 ㎥/분(공기)이며, 과립의 체류 시간은 평균 70 분이다. 장치내에서 순환하는 기체의 온도는 175℃이다.The granules from this crystallization step carry out a second crystallization step in the fluidized bed crystallizer of the model OTWG 890 available from Societe Buyler Limited. The flow rate of the gas is 626 m 3 / min (air), and the residence time of the granules is on average 70 minutes. The temperature of the gas circulating in the apparatus is 175 ° C.

그리하여 과립은 고형상으로의 후축합 이전에 상태조절한다. 상태조절은 195℃에서 3 시간 동안 수행한다.The granules are thus conditioned before postcondensation to a solid state. Conditioning is carried out at 195 ° C. for 3 hours.

고형상 축합은 200℃에서 20 시간 동안 수행한다. 이 단계로부터의 중합체의 점도 지수는 110 ㎖/g이다.Solid condensation is carried out at 200 ° C. for 20 hours. The viscosity index of the polymer from this step is 110 ml / g.

제조 공정 동안, 과립의 응집은 관찰되지 않았으며, 후축합 배출구에서의 입도는 결정화 개시시의 크기와 동일하였다.During the preparation process, no agglomeration of granules was observed and the particle size at the postcondensation outlet was the same as the size at the onset of crystallization.

Claims (8)

이소프탈 단위를 8% 이상 함유하는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)-폴리(에틸렌 이소프탈레이트) 코폴리에스테르의 제조 방법에 있어서, 하기의 단계를 포함하는 방법:A process for preparing a poly (ethylene terephthalate) -poly (ethylene isophthalate) copolyester containing at least 8% of isophthal units, comprising the following steps: a) 테레프탈산 또는 메틸 테레프탈레이트 및 8 중량% 이상의 이소프탈산 또는 메틸 이소프탈레이트를 함유하는 혼합물을 에틸렌 글리콜을 사용하여 에스테르 반응 또는 에스테르 교환 반응으로 처리하는 단계,a) treating a mixture containing terephthalic acid or methyl terephthalate and at least 8% by weight of isophthalic acid or methyl isophthalate by esterification or transesterification with ethylene glycol, b) 상기 에스테르화된 생성물을 용융상에서 중합 처리하는 단계,b) polymerizing the esterified product in a molten phase, c) 고화 및 과립화 단계,c) solidification and granulation steps, d) 중합체를 비용제 액상 매질과의 접촉에 의한 결정화 단계 또는, 과립의 가열 수단 및 내부에서 과립에 균일한 체류 시간을 부과하는 수단을 포함하는 제1 결정화기와, 고온 기류에 의해 과립의 유동화된 과립층을 생성하기 위한 수단을 포함하는 제2 결정화기의 2 종의 결정화기에서 연속적으로 처리하는 것에 의한 결정화 단계,d) a crystallization step of contacting the polymer with a non-solvent liquid medium or a first crystallizer comprising heating means of the granules and means for imparting a uniform residence time to the granules therein, and fluidizing the granules by hot air flow A crystallization step by successively treating in two crystallizers of a second crystallizer comprising means for producing a granulated granular layer, e) 결정화된 과립을 고형상으로 후축합시키는 단계.e) postcondensation of the crystallized granules into a solid state. 제 1 항에 있어서, 액상 매질은 염화메틸렌, 디옥산, 니트로메탄, 아세톤, 벤젠, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 메탄올, 에탄올, 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 사염화탄소, 톨루엔, 벤질알콜, 메틸 비닐 케톤 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the liquid medium is methylene chloride, dioxane, nitromethane, acetone, benzene, dimethylformamide, dimethylacetamide, methanol, ethanol, chloroform, trichloroethylene, tetrachloroethylene, carbon tetrachloride, toluene, benzyl alcohol , Methyl vinyl ketone and mixtures thereof. 제 2 항에 있어서, 액상 매질은 아세톤인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2 wherein the liquid medium is acetone. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 액상 매질과의 접촉 수행을 중합체의 융점보다 낮은 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.The process according to claim 1, wherein the contacting with the liquid medium is carried out at a temperature below the melting point of the polymer. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 c)로부터의 중합체는 점도 지수가 30 ㎖/g보다 높은 것을 특징으로 하는 방법.5. The process according to claim 1, wherein the polymer from step c) has a viscosity index higher than 30 ml / g. 6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 액상 매질과의 접촉 수행에 의한 결정화 단계 이후, 가열에 의한 결정화 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a crystallization step by heating is performed after the crystallization step by performing contact with a liquid medium. 제 1 항에 있어서, 제1 결정화기내에서 과립에 균일한 체류 시간을 부가할 수 있는 수단은 결정화기내에서 과립 이동의 기계적 수단 및 과립의 일부를 과립의 나머지에 대하여 이동시키는 기계적 수단인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the means capable of adding a uniform residence time to the granules in the first crystallizer are mechanical means of moving the granules in the crystallizer and mechanical means for moving a part of the granules relative to the rest of the granules. How to. 제 7 항에 있어서, 기계적 수단은 무한 나사(screw without end)인 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the mechanical means is a screw without end.
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