(57)【要約】【課題】経済的な水処理設備を利用して効率よくポリエステルチップを水処理でき、処理時のエネルギ−コストを下げ、かつポリエステルチップから成形品を製造した際にも残留異味、異臭が少なく、金型汚れに効果のあるポリエステルを製造する方法を提供すること。【解決手段】処理層中でポリエステルチップを水処理するポリエステルの製造方法において、水を活性化処理し、得られた水を用いて水処理することを特徴とするポリエステルの製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理層中でポリエステルチップを水処理するポリエステルの製造方法において、水を活性化処理し、得られた水を用いて水処理することを特徴とするポリエステルの製造方法。
【請求項２】
処理槽から排出された処理水の少なくとも一部を活性化処理したあと処理槽に戻して繰り返し使用することを特徴とする請求項１に記載のポリエステルの製造方法。
【請求項３】
ポリエステルが、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする、極限粘度が０．５０〜２．０デシリットル／グラムのポリエステルであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。
【請求項４】
ポリエステルの密度が、１．３７ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。
【請求項５】
ポリエステルの環状３量体の含有量が、０．５０重量％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポリエステルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボトルをはじめとして、フィルム、シ−ト成形用などに用いられるポリエステルの製造方法に関し、さらに詳しくは、成形時に金型汚れが発生しにくく、かつ成形品に残留異味、異臭が発生しにくく、成形品の結晶化コントロ−ル性に優れたポリエステルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレ−トなどのポリエステルは、機械的性質及び化学的性質が共に優れているため、工業的価値が高く、繊維、フイルム、シ−ト、ボトルなどとして広く使用されている。
【０００３】
調味料、油、飲料、化粧品、洗剤などの容器の素材としては、充填内容物の種類およびその使用目的に応じて種々の樹脂が採用されている。
【０００４】
これらのうちでポリエステルは機械的強度、耐熱性、透明性およびガスバリヤー性に優れているので、特にジュース、清涼飲料、炭酸飲料などの飲料充填用容器の素材として最適である。
【０００５】
このようなポリエステルは射出成形機械などの成形機に供給して中空成形体用プリフォームを成形し、このプリフォームを所定形状の金型に挿入し延伸ブロー成形した後ボトルの胴部を熱処理（ヒートセット）して中空成形容器に成形され、さらには必要に応じてボトルの口栓部を熱処理（口栓部結晶化）させるのが一般的である。
【０００６】
ところが、従来のポリエステルには、環状三量体などのオリゴマー類が含まれており、このオリゴマー類が金型内面や金型のガスの排気口、排気管に付着することによる金型汚れが発生しやすかった。
【０００７】
また、ポリエステルは、副生物であるアセトアルデヒドを含有する。ポリエステル中のアセトアルデヒド含有量が多い場合には、これから成形された容器やその他包装等の材質中のアセトアルデヒド含有量も多くなり、前記容器等に充填された飲料等の風味や臭いに影響を及ぼす。したがって、従来よりポリエステル中のアセトアルデヒド含有量を低減させるために種々の方策が採られてきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ポリエチレンテレフタレ−トを中心とするポリエステル製容器は、ミネラルウオ−タやウ−ロン茶等の低フレ−バ−飲料用の容器として使用されるようになってきた。このような飲料の場合は、一般にこれらの飲料を熱充填したりまたは充填後加熱して殺菌されるが、飲料容器のアセトアルデヒド含有量の低減だけではこれらの内容物の風味や臭いが改善されないことが判明し、改善が求められている。
【０００９】
また一方、飲料用金属缶については、工程簡略化、衛生性、公害防止等の目的から、その内面にエチレンテレフタレ−トを主たる繰り返し単位とするポリエステルフイルムを被覆した金属板を利用して製缶する方法が採られるようになってきた。この場合にも、内容物を充填後高温で加熱殺菌されるが、この際アセトアルデヒド含有量の低いフイルムを使用しても内容物の風味や臭いが改善されないことが判明し、改善が求められいる。
【００１０】
このような問題点を解決する方法として、特開平３−４７８３０号にはポリエチレンテレフタレ−トを水処理する方法が提案されているが、水処理効果を十分に発揮させるためには長時間の水処理を行うことが必要である。この場合、大型の水処理槽が必要となったり、高温での水処理が必要となったり、また水処理時のエネルギ−消費量も多くなるなど問題があり、改善が求められている。
【００１１】
本発明は、前記の従来技術の問題点を解決することにあり、経済的な水処理設備を利用して効率よくポリエステルチップを水処理でき、処理時のエネルギ−コストを下げ、かつポリエステルチップから成形品を製造した際にも残留異味、異臭が少なく、金型汚れに効果のあるポリエステルを製造する方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の目的を達成するための経済的なポリエステルチップの水処理方法を鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明のポリエステルの製造方法は、処理層中でポリエステルチップを水処理するポリエステルの製造方法において、水を活性化処理処理し、得られた水を用いて水処理することを特徴とするポリエステルの製造方法である。
この場合において、処理槽から排出された処理水の少なくとも一部を活性化処理したあと処理槽に戻して繰り返し使用することが好ましい。
この場合において、ポリエステルが、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする、極限粘度が０．５５〜２．０デシリットル／グラムのポリエステルであることができる。
この場合において、ポリエステルの密度が、１．３７ｇ／ｃｍ３以上であることができる。
この場合において、ポリエステルの環状３量体の含有量が、０．５０重量％以下であることが好ましい。
かかる本発明のポリエステルの製造方法によれば、効率よく水処理出来るため水処理時間の短縮が可能であり、ポリエステルを成形品としたときに成形品に異味、異臭が残留しにくいポリエステルを有利に製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるポリエステルは、好ましくは、主として芳香族ジカルボン酸成分とグリコ−ル成分とから得られる結晶性ポリエステルであり、さらに好ましくは、芳香族ジカルボン酸単位が酸成分の８５モル％以上含むポリエステルであり、特に好ましくは９０モル％以上、最も好ましくは、芳香族ジカルボン酸単位が酸成分の９５モル％以上含むポリエステルである。
【００１４】
本発明に用いられるポリエステルを構成する芳香族ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、２、６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニ−ル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸及びその機能的誘導体等が挙げられる。
【００１５】
また本発明に用いられるポリエステルを構成するグリコ−ル成分としては、エチレングリコ−ル、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール等が挙げられる。
【００１６】
前記ポリエステル中に共重合して使用される酸成分としては、テレフタル酸、２、６−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェニ−ル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸、オキシカプロン酸等のオキシ酸及びその機能的誘導体、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタル酸、ダイマ−酸等の脂肪族ジカルボン酸及びその機能的誘導体、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸及びその機能的誘導体などが挙げられる。
【００１７】
前記熱可塑性ポリエステル中に共重合成分として使用されるグリコ−ル成分としては、エチレングリコ−ル、１，２−トリメチレングリコ−ル、１，３−トリメチレングリコ−ル、テトラメチレングリコ−ル、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコ−ル、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１、５−ペンタンジオール，２−メチル−１、５−ペンタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の脂肪族グリコ−ル、１，２−シクロヘキサンジメタノ−ル、１，３−シクロヘキサンジメタノ−ル、１，４−シクロヘキサンジメタノ−ル、３，８−ビスビドロキシメチルトリシクロジシカン、水素添加ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＦ等の脂環族グリコ−ル、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノ−ルＡのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族グリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリブチレングリコ−ル等のポリアルキレングリコ−ルなどが挙げられる。
【００１８】
さらに、ポリエステルが実質的に線状である範囲内で多官能化合物、例えばトリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリカルバリル酸、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロ−ルプロパン等を共重合してもよく、また単官能化合物、例えば安息香酸、ナフトエ酸等を共重合させてもよい。
【００１９】
本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの好ましい一例は、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレ−トから構成される熱可塑性ポリエステルであり、さらに好ましくはエチレンテレフタレ−ト単位を８５モル％以上含み、共重合成分としてイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４―シクロヘキサンジメタノールなどを含む線状共重合熱可塑性ポリエステルであり、特に好ましいくはエチレンテレフタレ−ト単位を９５モル％以上含む線状熱可塑性ポリエステルである。
【００２０】
これら線状熱可塑性ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称）、ポリ（エチレンテレフタレート−エチレンイソフタレート）共重合体、ポリ（エチレンテレフタレート−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）共重合体、ポリ（エチレンテレフタレート−エチレン−２，６−ナフタレート）共重合体、ポリ（エチレンテレフタレート−ジオキシエチレンテレフタレート）共重合体などが挙げられる。
【００２１】
また本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの好ましい他の一例は、主たる繰り返し単位がエチレン−２、６−ナフタレ−トから構成される熱可塑性ポリエステルであり、さらに好ましくはエチレン−２、６−ナフタレ−ト単位を８５モル％以上含む線状熱可塑性ポリエステルであり、特に好ましいのは、エチレン−２、６−ナフタレ−ト単位を９５モル％以上含む線状熱可塑性ポリエステルである。
【００２２】
これら線状熱可塑性ポリエステルの例としては、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリ（エチレン−２，６−ナフタレート−エチレンテレフタレート）共重合体、ポリ（エチレン−２，６−ナフタレート−エチレンイソフタレート）共重合体、ポリ（エチレン−２，６−ナフタレート−ジオキシエチレン−２，６−ナフタレート）共重合体などが挙げられる。
【００２３】
また本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの好ましいその他の例としては、１，３−プロピレンテレフタレート単位を８５モル％以上含む線状熱可塑性ポリエステル、１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート単位を８５モル％以上含む線状熱可塑性ポリエステル、またはブチレンテレフタレート単位を８５モル％以上含む線状熱可塑性ポリエステルである。
【００２４】
前記の熱可塑性ポリエステルは、従来公知の製造方法によって製造することが出来る。即ち、ＰＥＴの場合には、テレフタ−ル酸とエチレングリコールおよび必要により上記共重合成分を直接反応させて水を留去しエステル化した後、重縮合触媒としてＳｂ化合物、Ｇｅ化合物、Ｔｉ化合物またはＡｌ化合物から選ばれた１種またはそれ以上の化合物を用いて減圧下に重縮合を行う直接エステル化法、またはテレフタル酸ジメチルとエチレングリコ−ルおよび必要により上記共重合成分をエステル交換触媒の存在下で反応させてメチルアルコ−ルを留去しエステル交換させた後、重縮合触媒としてＳｂ化合物、Ｇｅ化合物、Ｔｉ化合物または　Ａｌ化合物から選ばれた１種またはそれ以上の化合物を用いて主として減圧下に重縮合を行うエステル交換法により製造される。
【００２５】
さらに熱可塑性ポリエステルの極限粘度を増大させ、アセトアルデヒド含有量や環状エステル３量体含有量を低下させるために固相重合を行ってもよい。
【００２６】
前記のエステル化反応、エステル交換反応、溶融重縮合反応および固相重合反応は、回分式反応装置で行っても良いしまた連続式反応装置で行っても良い。これらいずれの方式においても、溶融重縮合反応は１段階で行っても良いし、また多段階に分けて行っても良い。固相重合反応は、溶融重縮合反応と同様、回分式装置や連続式装置で行うことが出来る。溶融重縮合と固相重合は連続で行っても良いし、分割して行ってもよい。
【００２７】
本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの製造に使用されるＳｂ化合物としては、三酸化アンチモン、酢酸アンチモン、酒石酸アンチモン、酒石酸アンチモンカリ、オキシ塩化アンチモン、アンチモングリコレ−ト、五酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン等が挙げられる。Ｓｂ化合物は、生成ポリマ−中のＳｂ残存量として５０〜２５０ｐｐｍの範囲になるように添加する。
【００２８】
本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの製造に使用されるＧｅ化合物としては、無定形二酸化ゲルマニウム、結晶性二酸化ゲルマニウム、塩化ゲルマニウム、ゲルマニウムテトラエトキシド、ゲルマニウムテトラ−ｎ−ブトキシド、亜リン酸ゲルマニウム等が挙げられる。Ｇｅ化合物を使用する場合、その使用量は熱可塑性ポリエステル中のＧｅ残存量として５〜１５０ｐｐｍ、好ましくは１０〜１００ｐｐｍ、更に好ましくは１５〜７０ｐｐｍである。
【００２９】
本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの製造に使用されるＴｉ化合物としては、テトラエチルチタネ−ト、テトライソプロピルチタネ−ト、テトラ−ｎ−プロピルチタネ−ト、テトラ−ｎ−ブチルチタネ−ト等のテトラアルキルチタネ−トおよびそれらの部分加水分解物、蓚酸チタニル、蓚酸チタニルアンモニウム、蓚酸チタニルナトリウム、蓚酸チタニルカリウム、蓚酸チタニルカルシウム、蓚酸チタニルストロンチウム等の蓚酸チタニル化合物、トリメリット酸チタン、硫酸チタン、塩化チタン等が挙げられる。Ｔｉ化合物は、生成ポリマ−中のＴｉ残存量として０．１〜１０ｐｐｍの範囲になるように添加する。
【００３０】
また、本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの製造に使用されるＡｌ化合物としては、具体的には、ギ酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩基性酢酸アルミニウム、プロピオン酸アルミニウム、蓚酸アルミニウム、アクリル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、安息香酸アルミニウム、トリクロロ酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム、サリチル酸アルミニウムなどのカルボン酸塩、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、炭酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、ホスホン酸アルミニウムなどの無機酸塩、アルミニウムメトキサイド、アルミニウムエトキサイド、アルミニウムｎ−プロポキサイド、アルミニウムｉｓｏ−プロポキサイド、アルミニウムｎ−ブトキサイド、アルミニウムｔ−ブトキサイドなどアルミニウムアルコキサイド、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテートジｉｓｏ−プロポキサイドなどのアルミニウムキレート化合物、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物およびこれらの部分加水分解物、酸化アルミニウムなどが挙げられる。これらのうちカルボン酸塩、無機酸塩およびキレート化合物が好ましく、これらの中でもさらに塩基性酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウムおよびアルミニウムアセチルアセトネートがとくに好ましい。Ａｌ化合物は、生成ポリマ−中のＡｌ残存量として５〜２００ｐｐｍの範囲になるように添加する。
【００３１】
また、本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルの製造において、アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を併用してもよい。アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物は、これら元素の酢酸塩等のカルボン酸塩、アルコキサイド等があげられ、粉体、水溶液、エチレングリコ−ル溶液等として反応系に添加される。アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物は、生成ポリマ−中のこれらの元素の残存量として１〜５０ｐｐｍの範囲になるように添加する。
【００３２】
前記の触媒化合物は、前記熱可塑性ポリエステル生成反応工程の任意の段階で添加することができる。
【００３３】
また、安定剤として種々のリン化合物を使用することができる。本発明で使用されるリン化合物としては、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸およびそれらの誘導体等が挙げられる。具体例としてはリン酸、リン酸トリメチルエステル、リン酸トリエチルエステル、リン酸トリブチルエステル、リン酸トリフェニ−ルエステル、リン酸モノメチルエステル、リン酸ジメチルエステル、リン酸モノブチルエステル、リン酸ジブチルエステル、亜リン酸、亜リン酸トリメチルエステル、亜リン酸トリエチルエステル、亜リン酸トリブチルエステル、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチルエステル、エチルホスホン酸ジメチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジメチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジエチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジフェニ−ルエステル等であり、これらは単独で使用してもよく、また２種以上を併用してもよい。リン化合物は、生成ポリマ−中のリン残存量として５〜１００ｐｐｍの範囲になるように前記の熱可塑性ポリエステル生成反応工程の任意の段階で添加する。
【００３４】
また、ポリエステル中に共重合したジエチレングリコール含有量を制御するためにエステル化工程に塩基性化合物、たとえば、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン等の第３級アミン、水酸化テトラエチルアンモニウム等の第４級アンモニウム塩等を加えることが出来る。
【００３５】
本発明に用いられる熱可塑性ポリエステル、特に、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートから構成される熱可塑性ポリエステルの極限粘度は、好ましくは０．５０〜２．００デシリットル／グラム、より好ましくは０．５５〜１．５０デシリットル／グラム、さらに好ましくは０．６０〜１．００デシリットル／グラムの範囲である。極限粘度が０．５０デシリットル／グラム未満では、得られた包装材料等の機械的特性が悪い。また２．００デシリットル／グラムを越える場合は、成型機等による溶融時に樹脂温度が高くなって熱分解が激しくなり、保香性に影響を及ぼす遊離の低分子量化合物が増加したり、包装材料が黄色に着色する等の問題が起こる。
【００３６】
また本発明に用いられる熱可塑性ポリエステル、特に、主たる繰り返し単位がエチレン−２、６−ナフタレートから構成される熱可塑性ポリエステルの極限粘度は０．４０〜１．００デシリットル／グラム、好ましくは０．４２〜０．９５デシリットル／グラム、さらに好ましくは０．４５〜０．９０デシリットル／グラムの範囲である。極限粘度が０．４０デシリットル／グラム未満では、得られた包装材料等の機械的特性が悪い。また、１．００デシリットル／グラムを越える場合は、成型機等による溶融時に樹脂温度が高くなって熱分解が激しくなり、保香性に影響を及ぼす遊離の低分子量化合物が増加したり、包装材料が黄色に着色する等の問題が起こる。
【００３７】
本発明に用いられる熱可塑性ポリエステルのチップの形状は、シリンダー型、角型、球状または扁平な板状等の何れでもよい。その平均粒径は通常１．３〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜４．５ｍｍ、さらに好ましくは１．６〜４．０ｍｍの範囲である。例えば、シリンダー型の場合は、長さは１．３〜４ｍｍ、径は１．３〜４ｍｍ程度であるのが実用的である。球状粒子の場合は、最大粒子径が平均粒子径の１．１〜２．０倍、最小粒子径が平均粒子径の０．７倍以上であるのが実用的である。また、チップの重量は１０〜３０ｍｇ／個の範囲が実用的である。
本発明に用いられるポリエステルが固相重合された場合には、その密度は１．３７ｇ／ｃｍ３以上である。
【００３８】
また、本発明に用いられるポリエステルのアセトアルデヒド含有量は１０ｐｐｍ以下、好ましくは８ｐｐｍ以下、更に好ましくは５ｐｐｍ以下であることが好ましい。本発明で用いられるポリエステルのアセトアルデヒド含有量を１０ｐｐｍ以下にする方法は特に限定されるものではないが、例えば低分子量のポリエステルを減圧下または不活性ガス雰囲気下において１７０〜２３０℃の温度で固相重合する方法を挙げることが出来る。
【００３９】
また、本発明に用いられるポリエステル中に共重合されたジエチレングリコール量は前記ポリエステルを構成するグリコール成分の１．０〜５．０モル％、好ましくは１．３〜４．５モル％、更に好ましくは１．５〜４．０モル％であることが好ましい。ジエチレングリコール量が５．０モル％を越える場合は、熱安定性が悪くなり、成型時に分子量低下が大きくなったり、またアセトアルデヒド含有量の増加量が大となり好ましくない。またジエチレングリコ−ル含有量が１．０モル％未満の場合は、得られた成形体の透明性が悪くなる。
【００４０】
また、本発明に用いられるポリエステルの環状３量体の含有量は０．５０重量％以下、好ましくは０．４５重量％以下、さらに好ましくは０．４０重量％以下である。本発明のポリエステルから耐熱性の中空成形体等を成形する場合は加熱金型内で熱処理を行うが、環状３量体の含有量が０．５０重量％以上含有する場合には、加熱金型表面へのオリゴマー付着が急激に増加し、得られた中空成形体等の透明性が非常に悪化する。
【００４１】
ポリエステルは、環状三量体などのオリゴマー類が成形時に金型内面や金型のガスの排気口、排気管等に付着することによる金型汚れや成形品の残留異味、異臭の発生等を防止するために、前記の溶融重縮合後または固相重合の後に水との接触処理を行なう。水との接触処理の方法としては、水処理槽中で水中にポリエステルチップを浸ける方法が挙げられる。水処理効果を十分に発揮させるためには長時間の水処理を行うことが必要である。前記のとうり、大型の水処理槽が必要となったり、高温での水処理が必要となったり、また水処理時のエネルギー消費量が多くなるなど問題がある。
【００４２】
本発明のポリエステルの製造方法は、ポリエステルチップを水処理槽へ供給または充填して水処理する際に、水を活性化処理し、この活性化処理により得られた水を水処理槽に供給して水処理することにより、非活性化水に比べて短時間の処理によって同一の効果が得られる方法であり、活性化処理水を用いることによって上記の問題を解決するものである。
【００４３】
水を活性化処理する方法としては、例えば、水に電場、電流、磁場等を与える、鉱石類等に接触処理させる方法があり、水処理に用いる水の活性化の具体的な方法としては、例えば特公平４−７４０７４号に提案された、５〜１５気圧の加圧水を玄武岩などの無機物質に接触させる工程と、この工程を経た加圧水を曝気する工程とを交互に繰り返して加圧水を循環させて活性化水を製造する方法や、電極や永久磁石の両極間を通過させて処理する方法などが挙げられる。そのほかにも、米国特許５２６９９１５、同６２７７２７５等が挙げられる。また、水を活性化させる装置として、上記の様々なタイプのものが市販されており、これらを好適に用いることができる。
【００４４】
水との接触処理を行う時間としては５分〜１０時間、好ましくは１０分〜７時間、さらに好ましくは３０分〜５時間であり、水の温度としては２０〜１８０℃、好ましくは４０〜１５０℃、さらに好ましくは５０〜１２０℃である。
【００４５】
なお、本発明においては水処理の効果は次のようにして確認する。すなわち、水処理後のチップを乾燥し、２９０℃で１時間加熱溶融後の環状三量体の増加量を測定し、その値が０．３０重量％以下、好ましくは０．２０重量％以下か否かを確認する。その増加量が０．３０重量％以下であれば、成形時の金型汚れが解消されると同時に、成形品の異味、異臭の改善も顕著となる。
【００４６】
ポリエステルチップを工業的に水処理する場合、処理に用いる水が大量であることから天然水（工業用水）や排水を再利用して使用することが多い。通常この天然水は、河川水、地下水などから採取したもので、水（液体）の形状を変えないまま、殺菌、異物除去等の処理をしたものを言う。また、一般的に工業用に用いられる天然水には、自然界由来の、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩等の粘土鉱物を代表とする無機粒子や細菌、バクテリア等や、腐敗した植物、動物に起源を有する有機粒子や有機化合物等を多く含有している。また、前記の細菌、バクテリア、有機粒子あるいは有機化合物等は、好気性の条件下でアンモニアや亜硝酸、硝酸に酸化される。このような天然水を用いて水処理を行うと、これらの窒素化合物や有機粒子がポリエステルチップに付着し、異味、異臭の原因となり、このようなポリエステルチップを用いた中空成形容器の内容物の風味や香りが非常に悪くなることが判った。
【００４７】
したがって、水質の悪い工業用水を使用したりや雨季等における急激な水質変化がある場合は、これらの工業用水の処理方法の一例として、フィルター濾過装置による濾過、砂濾過や活性炭濾過及び逆洗が可能なマイクロフィルタ−やコルゲ−ト状限外濾過膜による前処理、紫外線殺菌装置及び逆浸透膜装置による処理、脱気装置およびイオン交換装置による処理、及び紫外線酸化装置及び限外濾過装置等の処理を組合せた処理設備が挙げられる。このようにして処理したあと、前記の方法で活性化処理を行う。
【００４８】
以下に水処理を工業的に行なう方法を例示するが、これに限定するものではない。また処理方法は連続方式、バッチ方式のいずれであっても差し支えないが、工業的に行なうためには連続方式の方が好ましい。
【００４９】
水処理の方法が連続的に、又はバッチ的のいずれの場合であっても、処理槽から排出した処理水のすべて、あるいは殆どを工業排水としてしまうと、新しい水が多量に入用であるばかりでなく、排水量増大による環境への影響が懸念される。即ち、処理槽から排出した少なくとも一部の処理水を、水処理槽へ戻して再利用することにより、必要な水量を低減し、また排水量増大による環境への影響を低減することが出来、さらには水処理槽へ返される排水がある程度温度を保持していれば、処理水の加熱量も小さく出来るため、処理層から排出された処理水は水処理層へ戻して再利用されることが好ましい。また、水を再利用させることで処理層中の処理水の流量を上げることができ、結果としてポリエステルチップに付着したファインを洗い流すことができるため、ファイン除去効果も生まれる。
【００５０】
ポリエステルのチップを連続的に水処理する場合は、塔型の処理槽に継続、あるいは断続的にポリエステルのチップを上部より受け入れ、並流又は向流で活性化処理した水を連続供給して水処理させることができる。処理されたポリエステルチップは処理層の下部から継続、あるいは断続的に抜き出す。
【００５１】
ポリエステルチップをバッチ方式で水処理をする場合は、サイロタイプの処理槽が挙げられる。すなわち、バッチ方式でポリエステルのチップをサイロへ受け入れ水処理を行なう。あるいは回転筒型の処理槽にポリエステルのチップを受け入れ、回転させながら水処理を行ない水との接触をさらに効率的にすることもできる。
【００５２】
この場合、ポリエステルチップは全量を処理槽内に投入、充填すると共に活性化処理した水を満たし、処理水は必要により継続的又は断続的（総称して連続的ということがある）に循環し、また、継続的又は断続的に一部の処理水を排出して新しい処理水を追加供給する。水処理後はポリエステルチップの全量を処理層から抜き出す。
【００５３】
さらに連続式処理やバッチ式処理のいずれの場合においても、処理槽から排出した処理水が再び処理槽に返されるまでの工程にも少なくとも１ヶ所以上に活性化処理装置を設置してもよい。この装置は、後記するファイン除去装置の後に設置するのが好ましい。
【００５４】
水処理において処理槽から排出される処理水には、処理槽にポリエステルのチップを受け入れる段階で既にポリエステルのチップに付着しているファインや、水処理時にポリエステルのチップ同士あるいは処理槽壁との摩擦で発生するポリエステルのファインが含まれている。従って、処理槽から排出した処理水を再度処理槽へ戻して再利用すると、処理槽内の処理水に含まれるファイン量は次第に増えていく。そのため、処理水中に含まれているファインが処理槽壁や配管壁に付着して、配管を詰まらせることがある。また処理水中に含まれているファインが再びポリエステルのチップに付着し、この後、水分を乾燥除去する段階でポリエステルのチップにファインが静電効果により付着するため、ポリエステルのファイン含有量が非常に多くなる。
【００５５】
ポリエステル製造工程において発生するファインには結晶化促進効果があるが、水処理工程を経たポリエステルチップから前記のような工程で発生したファインの結晶化促進効果は非常に高いことが判明した。このようなファインによりポリエステルの結晶性が促進されて、得られたボトルの透明性は悪くなり、またボトル口栓部結晶化時の結晶化度が過大となって口栓部の寸法が規格に入らなくなり、そのため口栓部のキャッピング不良、したがって内容物の漏れの原因になる。
したがって、本発明において、ポリエステルチップの連続式水処理法の場合は処理槽からポリエステルチップと共に排水する処理水の微粉量を１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下に維持しながら処理槽から排出される処理水の一部を処理槽に戻して繰り返し使用するのが望ましい。またバッチ式水処理法の場合は、水処理の終了時点での水中の微粉量は１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下にするように処理槽から排出された処理水の少なくとも一部を処理槽に戻して繰り返し使用する。
【００５６】
処理槽内の処理水の微粉量の増加を抑えるために、処理槽から排出した処理水が再び処理槽に返されるまでの工程で少なくとも１ヶ所以上にファインを除去する装置を設置する。ファインを除去する装置としてはフィルター濾過装置、膜濾過装置、沈殿槽、遠心分離器、泡沫同伴処理機等が挙げられる。例えばフィルター濾過装置であれば、方式としてベルトフィルター方式、バグフィルター方式、カートリッジフィルター方式、遠心濾過方式等の濾過装置が挙げられる。中でも連続的に行うにはベルトフィルター方式、遠心濾過方式、バグフィルター方式の濾過装置が適している。またベルトフィルター方式の濾過装置であれば濾材としては、紙、金属、布等が挙げられる。またファインの除去と処理水の流れを効率良く行なうため、フィルターの目のサイズは好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは５〜７０μｍ、さらに好ましくは１０〜４０μｍがよい。
【００５７】
水処理したポリエステルチップは振動篩機、シモンカーターなどの水切り装置で水切りし、乾燥工程へ移送する。当然のことながら水切り装置でポリエステルチップと分離された水は前記のファイン除去の装置へ送られ、再度水処理に用いることができる。
【００５８】
ポリエステルチップの乾燥は通常用いられるポリエステルチップの乾燥処理を用いることができる。連続的に乾燥する方法としては上部よりポリエステルチップを供給し、下部より乾燥ガスを通気するホッパー型の通気乾燥機が通常使用される。乾燥ガス量を減らし、効率的に乾燥する方法としては回転ディスク型加熱方式の連続乾燥機が選ばれ、少量の乾燥ガスを通気しながら、回転ディスクや外部ジャケットに加熱蒸気、加熱媒体などを供給した粒状ポリエステルチップを間接的に乾燥することができる。
【００５９】
バッチ方式で乾燥する乾燥機としてはダブルコーン型回転乾燥機が用いられ、真空下であるいは真空下少量の乾燥ガスを通気しながら乾燥することができる。あるいは大気圧下で乾燥ガスを通気しながら乾燥してもよい。
乾燥ガスとしては大気空気でも差し支えないが、ポリエステルの加水分解や熱酸化分解による分子量低下を防止する点からは乾燥窒素が好ましい。
【００６０】
また、本発明に用いられるポリエステルは、溶融重縮合後、ダイスの細孔より水中に押出されて水中でカットする方式、あるいは大気中に押出された後、直ちに冷却水で冷却しながらカットする方式等によってチップ化されるが、チップの冷却に用いられる冷却水として、前記の活性化処理された水を用いることもできる。
【００６１】
本発明に用いられるポリエステルには、必要に応じて他の添加剤、例えば、公知の紫外線吸収剤、酸化防止剤、酸素吸収剤、酸素捕獲剤、外部より添加する滑剤や反応中に内部析出させた滑剤、離型剤、核剤、安定剤、帯電防止剤、染料や顔料などの各種の添加剤を配合してもよい。
【００６２】
上記の本発明の製造方法によって得られたポリエステルは、射出成形及び延伸ブロ−成形されて延伸中空成形体に、また押出成形されてシ−ト状物等に成形される。
【００６３】
【実施例】
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、本明細書中における主な特性値の測定法を以下に説明する。
【００６４】
（１）ポリエステルの極限粘度（ＩＶ）
１，１，２，２−テトラクロルエタン／フェノール（２：３重量比）混合溶媒中３０℃での溶液粘度から求めた。
【００６５】
（２）密度
硝酸カルシュウム／水混合溶液の密度勾配管で３０℃で測定した。
【００６６】
（３）ポリエステルの環状３量体の含有量
試料をヘキサフルオロイソプロパノ−ル／クロロフォルム混合液に溶解し、さらにクロロフォルムを加えて希釈する。これにメタノールを加えてポリマ−を沈殿させた後、濾過する。濾液を蒸発乾固し、ジメチルフォルムアミドで定容とし、液体クロマトグラフ法よりエチレンテレフタレ−ト単位から構成される環状３量体を定量した。
【００６７】
（４）ポリエステルの溶融時の環状３量体増加量（△ＣＴ）
乾燥したポリエステルチップ３ｇをガラス製試験管に入れ、窒素雰囲気下で２９０℃のオイルバスに６０分浸漬させ溶融させる。溶融時の環状３量体増加量は、次式により求める。
溶融時の環状３量体増加量（重量％）＝
溶融後の環状３量体含有量（重量％）−溶融前の環状３量体含有量（重量％）
【００６８】
（５）金型汚れの評価
ポリエステルを窒素を用いた乾燥機で乾燥し、名機製作所製製Ｍ−１５０Ｃ（ＤＭ）射出成型機により樹脂温度２９０℃でプリフォームを成形した。このプリフォームの口栓部を自家製の口栓部結晶化装置で加熱結晶化させた後、コ−ポプラスト社製ＬＢ−０１Ｅ延伸ブロー成型機を用いて二軸延伸ブロー成形し、引き続き約１５０℃に設定した金型内で熱固定し、１０００ｃｃの中空成形容器を得た。同様の条件で連続的に延伸ブロー成形し、目視で判断して容器の透明性が損なわれるまでの成形回数で金型汚れを評価した。また、ヘイズ測定用試料としては、５０００回連続成形後の容器の胴部を供した。
【００６９】
（６）ヘイズ（霞度％）
上記（５）の中空成形容器の胴部（肉厚約４ｍｍ）より試料を切り取り、日本電色（株）製ヘイズメーター、ｍｏｄｅｌＮＤＨ２０００で測定。
【００７０】
（実施例１）
ＩＳＰ社製のＧＡＦフィルターバッグＰＥ−１Ｐ２Ｓ（ポリエステルフェルト、濾過精度１μｍ）である水中の粒子除去装置で処理した原水を、破砕した玄武岩を充填した充填筒を直列式に配管で接続した処理筒、これらの処理筒に接続した曝気装置、曝気装置からの処理水の導入口およびポリエステル水処理槽への供給口を供えた水槽、および原水を前記処理筒に送る加圧ポンプ等を備えた活性化水製造装置（９）で循環処理した活性化水を導入する導入口（８）、処理槽上部の原料チップ供給口（１）、処理槽の処理水上限レベルに位置するオーバーフロー排出口（２）、処理槽下部のポリエステルチップと処理水の混合物の排出口（３）、オーバーフロー排出口から排出された処理水と、処理槽下部の排出口から排出されたポリエステルチップの水切り装置（４）を経由した処理水が、濾材が紙の３０μｍの連続式フィルターであるファイン除去装置（５）を経由して再び水処理槽へ送られる配管（６）、これらのファイン除去済み処理水の導入口（７）、およびファイン除去済み循環処理水の活性化処理装置（１０）を備えた内容量５０ｍ３の塔型の、図１に示す処理槽を使用してポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称）チップを水処理した。なお、ファイン除去済み循環処理水の活性化処理装置（１０）は活性化水製造装置（９）と同じものを用いた。
【００７１】
極限粘度が０．７５デシリットル／グラム、密度が１．４０１８ｇ／ｃｍ３、環状３量体含有量が０．３０重量％の固相重合ＰＥＴチップを処理水温度９０℃にコントロールされた水処理槽へ５０ｋｇ／時間の速度で処理槽上部の供給口（１）から連続投入し、水処理時間２時間で水処理槽下部の排出口（３）からＰＥＴチップを５０ｋｇ／時間の速度で処理水と共に連続的に抜出しながら水処理時間３時間で水処理を行った。
【００７２】
水処理されたＰＥＴチップの溶融時の環状３量体増加量（△ＣＴ）は０．０６％と問題なかった。（５）の方法で得られた中空容器のヘイズは１．０％と透明性に優れ、また金型汚れまでの成形回数は８０００回と問題なかった。
【００７３】
（比較例１）
活性化水製造装置（９）および活性化処理装置（１０）を取り外す以外は実施例１と同様の装置および方法により水処理を実施した。
水処理されたＰＥＴチップの溶融時の環状３量体増加量（△ＣＴ）は０．３５％と高かった。（５）の方法で得られた中空容器のヘイズは４．３％と悪く、また金型汚れまでの成形回数は４０００回と低かった。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は、ポリエステルチップ及び処理水を処理槽に供給してポリエステルチップを水処理するポリエステルの製造方法であって、活性化処理された水を系外から導入することによってポリエステルチップを効率よく水処理する方法で、成形時の金型汚れを発生させにくく、またさらにはポリエステルチップから成形品を製造した際にも残留異味、異臭が少ない優れたポリエステルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリエステルの製造方法に用いる装置例の概略図。
【符号の説明】
１　　原料チップ供給口
２　　オーバーフロー排出口
３　　ポリエステルチップと処理水との排出口
４　　水切り装置
５　　ファイン除去装置
６　　配管
７　　処理水導入口
８　　イオン交換水導入口
９　　原水の活性化水製造装置
１０　循環処理水の活性化処理装置
【図１】
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