JP7650652B2 - Method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer pellets - Google Patents
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Description
本発明は、エチレン-ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法に関する。特に、含水ペレットを乾燥させて乾燥ペレットを製造する際に、エネルギー消費量を低減することのできるエチレン-ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer pellets. In particular, the present invention relates to a method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer pellets that can reduce energy consumption when drying wet pellets to produce dry pellets.
一般的なエチレン-ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと略すことがある)の製造方法においては、まず、エチレンと酢酸ビニルをメタノール溶液中で共重合させることによってエチレン-酢酸ビニル共重合体を得る。次に、アルカリ触媒の存在下で当該エチレン-酢酸ビニル共重合体をけん化してEVOHのメタノール溶液を得る。そうして得られたEVOHのメタノール溶液に含まれるメタノールの少なくとも一部を水で置換した後に切断することによって含水EVOHペレットが得られる。 In a typical manufacturing method for ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter sometimes abbreviated as EVOH), first, ethylene and vinyl acetate are copolymerized in a methanol solution to obtain an ethylene-vinyl acetate copolymer. Next, the ethylene-vinyl acetate copolymer is saponified in the presence of an alkaline catalyst to obtain a methanol solution of EVOH. At least a portion of the methanol contained in the resulting methanol solution of EVOH is replaced with water, and then the resulting solution is cut to obtain hydrous EVOH pellets.
こうして得られた含水EVOHペレットは、酢酸ナトリウムなどの触媒残渣を含んでいるので、通常、それを洗浄して除去する。例えば、特許文献1には、塔型容器を用いて、含水EVOHペレットとメタノール水溶液を塔上部から導入し、塔下部から水を導入し、含水EVOHペレットを塔上部から塔下部に向けて沈降させながら、ペレット中の触媒残渣やメタノールを除去する、含水EVOHペレットの洗浄方法が記載されている。 The hydrous EVOH pellets thus obtained contain catalyst residues such as sodium acetate, which are usually removed by washing. For example, Patent Document 1 describes a method for washing hydrous EVOH pellets in which a tower-type vessel is used, hydrous EVOH pellets and an aqueous methanol solution are introduced from the top of the tower, water is introduced from the bottom of the tower, and the hydrous EVOH pellets are allowed to settle from the top to the bottom of the tower while removing the catalyst residues and methanol from the pellets.
また、溶融成形時の安定性などを向上させるために、乾燥EVOHペレットに酢酸、ホウ酸、リン酸などの酸やその塩を含有させることが広く行われている。そのために、それらの酸や塩を含む水溶液に含水EVOHペレットを浸漬して酸や塩をペレットに含有させる方法が採用される。このように酸や塩を含水ペレットに含有させる処理のことを化学処理という。例えば特許文献2には、塔型容器を用いて、含水EVOHペレットを塔頂部から導入し、塔中部から水を導入するとともに、塔下部から酸や塩を含む水溶液を導入して、含水EVOHペレットと水溶液とを向流接触させる、含水EVOHペレットの化学処理方法が記載されている。 In addition, in order to improve stability during melt molding, it is common to incorporate acids such as acetic acid, boric acid, and phosphoric acid, or salts thereof, into dry EVOH pellets. For this purpose, a method is adopted in which hydrous EVOH pellets are immersed in an aqueous solution containing such acids or salts to incorporate the acid or salt into the pellets. This type of process for incorporating acids or salts into hydrous pellets is called chemical processing. For example, Patent Document 2 describes a chemical processing method for hydrous EVOH pellets, in which a tower-type container is used, hydrous EVOH pellets are introduced from the top of the tower, water is introduced from the middle of the tower, and an aqueous solution containing the acid or salt is introduced from the bottom of the tower, so that the hydrous EVOH pellets and the aqueous solution are brought into countercurrent contact with each other.
水を含むEVOHペレットを溶融成形すると、発泡や樹脂の劣化が引き起こされるので、溶融成形に供されるEVOHペレットは、十分に乾燥されることが重要である。しかしながら、洗浄工程や化学処理工程を経た含水EVOHペレットは大量の水を含んでいるので、そのような含水ペレットを乾燥機で乾燥するために、大量のエネルギーを要していた。 When EVOH pellets containing water are melt-molded, foaming and resin deterioration occur, so it is important that the EVOH pellets used for melt molding are thoroughly dried. However, because water-containing EVOH pellets that have been through the washing and chemical treatment processes contain a large amount of water, a large amount of energy is required to dry such water-containing pellets in a dryer.
本発明は、含水率(W1)が30~80質量%で、温度(T1)が0~50℃のエチレン-ビニルアルコール共重合体含水ペレットを、温度(T2)が30~85℃の水または水溶液に浸漬して、含水率(W2)が20~70質量%の中間ペレットを得る脱水工程と、
前記中間ペレットを乾燥して、含水率(W3)が0.5質量%以下の乾燥ペレットを得る乾燥工程を有し、かつ
以下の式(1)および式(2)を満足する、エチレン-ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法である。
T2-T1≧5 (1)
W2/W1≦0.98 (2)
The present invention relates to a process for producing intermediate pellets having a moisture content ( W2 ) of 20 to 70% by mass, comprising: a dehydration step of immersing ethylene-vinyl alcohol copolymer hydrous pellets having a moisture content ( W1 ) of 30 to 80% by mass and a temperature ( T1 ) of 0 to 50°C in water or an aqueous solution having a temperature (T2) of 30 to 85°C, to obtain intermediate pellets having a moisture content ( W2 ) of 20 to 70% by mass;
The method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer pellets includes a drying step of drying the intermediate pellets to obtain dried pellets having a moisture content (W 3 ) of 0.5 mass % or less, and satisfies the following formulas (1) and (2):
T 2 −T 1 ≧5 (1)
W 2 /W 1 ≦0.98 (2)
前記含水ペレットが、エチレン-ビニルアルコール共重合体の水/アルコール溶液を、アルコール水溶液中に押出してストランド状に析出させてから切断したものであり、該含水ペレットの含水率(W1)が40~80質量%であり、温度(T1)が0~40℃であることが好ましい実施態様である。このとき、前記脱水工程で、温度(T2)が30~85℃の水または水溶液に浸漬して、含水率(W2)が40~70質量%の中間ペレットを得ることが好ましい。 In a preferred embodiment, the hydrous pellets are obtained by extruding a water/alcohol solution of an ethylene-vinyl alcohol copolymer into an aqueous alcohol solution, precipitating the copolymer in the form of strands, and then cutting the extruded pellets, and the hydrous pellets have a moisture content (W 1 ) of 40 to 80% by mass and a temperature (T 1 ) of 0 to 40° C. In this case, it is preferred that in the dehydration step, the pellets are immersed in water or an aqueous solution having a temperature (T 2 ) of 30 to 85° C. to obtain intermediate pellets having a moisture content (W 2 ) of 40 to 70% by mass.
また、前記含水ペレットが、エチレン-ビニルアルコール共重合体と水を含む80~170℃のペーストを切断してから冷却して得られたものであり、その含水率(W1)が30~60質量%であり、温度(T1)が20~50℃であることも好ましい実施態様である。このとき、前記脱水工程で、温度(T2)が40~85℃の水または水溶液に浸漬して、含水率(W2)が20~50質量%の中間ペレットを得ることが好ましい。 In another preferred embodiment, the hydrous pellets are obtained by cutting a paste containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer and water at 80 to 170° C. and then cooling the cut paste, and have a moisture content (W 1 ) of 30 to 60% by mass and a temperature (T 1 ) of 20 to 50° C. In this case, it is preferred that in the dehydration step, the pellets are immersed in water or an aqueous solution having a temperature (T 2 ) of 40 to 85° C. to obtain intermediate pellets having a moisture content (W 2 ) of 20 to 50% by mass.
前記脱水工程において、前記含水ペレットを洗浄し、けん化触媒残渣が除去された中間ペレットを得ることが好ましい実施態様である。前記脱水工程において、前記含水ペレットを、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の添加剤を含む水溶液に含浸させて、該添加剤を含有する中間ペレットを得ることも好ましい実施態様である。前記脱水工程において、前記含水ペレットを塔型容器の上部に連続的に供給し、水または水溶液を該容器に連続的に導入し、該容器内で含水ペレットと水または水溶液とを接触させて、該容器の底部から中間ペレットを連続的に導出することも好ましい。また、前記乾燥工程において、熱風乾燥、赤外線照射、またはそれらの組み合わせによって中間ペレットを乾燥して乾燥ペレットを得ることも好ましい。 In the dehydration step, it is a preferred embodiment to wash the hydrous pellets to obtain intermediate pellets from which the saponification catalyst residue has been removed. In the dehydration step, it is also a preferred embodiment to impregnate the hydrous pellets with an aqueous solution containing at least one additive selected from carboxylic acids, boron compounds, phosphoric acid compounds, alkali metal salts, and alkaline earth metal salts to obtain intermediate pellets containing the additive. In the dehydration step, it is also preferred to continuously supply the hydrous pellets to the top of a tower-type vessel, continuously introduce water or an aqueous solution into the vessel, bring the hydrous pellets into contact with the water or the aqueous solution in the vessel, and continuously extract intermediate pellets from the bottom of the vessel. In addition, it is also preferred to dry the intermediate pellets by hot air drying, infrared radiation, or a combination thereof to obtain dried pellets in the drying step.
本発明のエチレン-ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法によれば、含水EVOHペレットを乾燥するのに要するエネルギーを低減することができる。 The method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer pellets of the present invention can reduce the energy required to dry the water-containing EVOH pellets.
本発明は、含水率(W1)が30~80質量%で、温度(T1)が0~50℃のエチレン-ビニルアルコール共重合体含水ペレットを、温度(T2)が30~85℃の水または水溶液に浸漬して、含水率(W2)が20~70質量%の中間ペレットを得る脱水工程と、
前記中間ペレットを乾燥して、含水率(W3)が0.5質量%以下の乾燥ペレットを得る乾燥工程を有し、かつ
以下の式(1)および式(2)を満足する、エチレン-ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法である。
T2-T1≧5 (1)
W2/W1≦0.98 (2)
The present invention relates to a process for producing intermediate pellets having a moisture content ( W2 ) of 20 to 70% by mass, comprising: a dehydration step of immersing ethylene-vinyl alcohol copolymer hydrous pellets having a moisture content ( W1 ) of 30 to 80% by mass and a temperature ( T1 ) of 0 to 50°C in water or an aqueous solution having a temperature (T2) of 30 to 85°C, to obtain intermediate pellets having a moisture content ( W2 ) of 20 to 70% by mass;
The method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer pellets includes a drying step of drying the intermediate pellets to obtain dried pellets having a moisture content (W 3 ) of 0.5 mass % or less, and satisfies the following formulas (1) and (2):
T 2 −T 1 ≧5 (1)
W 2 /W 1 ≦0.98 (2)
本発明のEVOHペレットの製造方法では、含水ペレットから乾燥ペレットを得る際に、乾燥工程の前に脱水工程を有することを特徴とする。脱水工程において、含水ペレットを浸漬する水または水溶液の温度を制御することによって、含水率を低下させた中間ペレットを得ることができる。これによって、乾燥ペレットを得るために要するエネルギーを低減することができる。以下、本発明について詳細に説明する。 The method for producing EVOH pellets of the present invention is characterized in that when obtaining dry pellets from hydrous pellets, a dehydration step is performed before the drying step. In the dehydration step, intermediate pellets with a reduced moisture content can be obtained by controlling the temperature of the water or aqueous solution in which the hydrous pellets are immersed. This makes it possible to reduce the energy required to obtain dry pellets. The present invention will be described in detail below.
まずEVOHの合成方法について説明する。EVOHは、エチレン-ビニルエステル共重合体をけん化することによって得られる。ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどの脂肪酸ビニルエステルが使用できるが、酢酸ビニルが好適である。エチレンとビニルエステルの重合は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、バルク重合のいずれであってもよいが、溶液重合が好ましい。また連続式、回分式のいずれであってもよい。 First, the synthesis method of EVOH will be explained. EVOH is obtained by saponifying an ethylene-vinyl ester copolymer. As the vinyl ester, fatty acid vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl pivalate can be used, with vinyl acetate being preferred. The polymerization of ethylene and the vinyl ester may be by solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, or bulk polymerization, with solution polymerization being preferred. The polymerization may be by either a continuous or batch system.
溶液重合の場合に用いられる溶媒としては、アルコールが好ましいが、その他にもエチレン、ビニルエステルおよびエチレン-酢酸ビニル共重合体を溶解し得る有機溶剤(ジメチルスルホキシドなど)を用いることができる。アルコールとしてはメタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノールなどを用いることができ、特にメタノールが好ましい。 As the solvent used in the case of solution polymerization, alcohol is preferred, but other organic solvents capable of dissolving ethylene, vinyl ester, and ethylene-vinyl acetate copolymer (such as dimethyl sulfoxide) can also be used. As the alcohol, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, etc. can be used, with methanol being particularly preferred.
重合触媒としては、2,2-アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス-(4-メチル-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス-(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス-(2-シクロプロピルプロピオニトリル)などのアゾニトリル系開始剤、およびイソブチリルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエイト、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエイト、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物系開始剤などを用いることができる。 Polymerization catalysts that can be used include azonitrile initiators such as 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis-(4-methyl-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis-(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2-azobis-(2-cyclopropylpropionitrile), as well as organic peroxide initiators such as isobutyryl peroxide, cumyl peroxy neodecanoate, diisopropyl peroxycarbonate, di-n-propyl peroxy dicarbonate, t-butyl peroxy neodecanoate, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, and t-butyl hydroperoxide.
重合温度は、好ましくは20~90℃、より好ましくは40~70℃である。重合時間(連続式の場合は平均滞留時間)は、好ましくは2~15時間、より好ましくは3~11時間である。重合率は、仕込みビニルエステルに対して、好ましくは10~90モル%、より好ましくは30~80モル%である。重合後の溶液中の重合体濃度は、好ましくは5~85質量%、より好ましくは20~70質量%である。エチレン-ビニルエステル共重合体のエチレン単位含有量は、後に説明するEVOHのエチレン単位含有量と同じである。また、エチレン-ビニルエステル共重合体は、他の単量体を少量共重合することもできるが、当該他の単量体の種類や共重合量は、後に説明するEVOHの場合と同じである。 The polymerization temperature is preferably 20 to 90°C, more preferably 40 to 70°C. The polymerization time (average residence time in the case of a continuous polymerization) is preferably 2 to 15 hours, more preferably 3 to 11 hours. The polymerization rate is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 30 to 80 mol%, based on the vinyl ester charged. The polymer concentration in the solution after polymerization is preferably 5 to 85 mass%, more preferably 20 to 70 mass%. The ethylene unit content of the ethylene-vinyl ester copolymer is the same as the ethylene unit content of EVOH, which will be described later. In addition, the ethylene-vinyl ester copolymer can also be copolymerized with a small amount of other monomers, but the type and amount of the other monomers are the same as those of EVOH, which will be described later.
所定時間の重合後、所定の重合率に達した後、必要に応じて重合禁止剤を添加し、未反応のエチレンガスを蒸発除去した後、未反応ビニルエステルを追い出す。エチレンを蒸発除去したエチレン-ビニルエステル共重合体溶液から未反応のビニルエステルを追い出す方法としては、例えば、ラシヒリングを充填した塔の上部から該共重合体溶液を一定速度で連続的に供給し、塔下部よりメタノール等の有機溶剤蒸気を吹き込み塔頂部よりメタノール等の有機溶剤と未反応ビニルエステルの混合蒸気を留出させ、塔底部より未反応ビニルエステルを除去した該共重合体溶液を取り出す方法などが採用される。 After a predetermined time of polymerization, when a predetermined polymerization rate is reached, a polymerization inhibitor is added as necessary, unreacted ethylene gas is evaporated and removed, and then unreacted vinyl ester is expelled. As a method for expelling unreacted vinyl ester from the ethylene-vinyl ester copolymer solution from which ethylene has been evaporated and removed, for example, a method is adopted in which the copolymer solution is continuously fed at a constant rate from the top of a tower packed with Raschig rings, organic solvent vapor such as methanol is blown in from the bottom of the tower, a mixed vapor of the organic solvent such as methanol and unreacted vinyl ester is distilled from the top of the tower, and the copolymer solution from which the unreacted vinyl ester has been removed is taken out from the bottom of the tower.
未反応ビニルエステルを除去したエチレン-ビニルエステル共重合体溶液にアルカリ触媒を添加し、該共重合体中のビニルエステル成分をけん化する。けん化方法は連続式、回分式いずれも可能であるが、塔式反応器を用いて連続的にけん化反応させて、塔下部からEVOH溶液を取り出すことが好ましい。アルカリ触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルカリ金属アルコラートなどが用いられる。また、けん化に用いる溶媒としては、メタノールが好ましく、塔式反応器を用いる場合には、塔下部からメタノール蒸気を供給して、塔上部から酢酸メチルを留出させることが好ましい。 An alkali catalyst is added to the ethylene-vinyl ester copolymer solution from which unreacted vinyl ester has been removed, and the vinyl ester component in the copolymer is saponified. The saponification method can be either continuous or batchwise, but it is preferable to use a tower reactor to carry out the saponification reaction continuously and to extract the EVOH solution from the bottom of the tower. Examples of alkali catalysts that can be used include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and alkali metal alcoholates. Furthermore, methanol is preferable as the solvent used for saponification, and when a tower reactor is used, it is preferable to supply methanol vapor from the bottom of the tower and distill methyl acetate from the top of the tower.
好適なけん化条件は以下の通りである。反応溶液中のエチレン-ビニルエステル共重合体濃度は、10~50質量%が好ましく、20~45質量%がより好ましい。反応温度は、70~150℃が好ましく、80~140℃がより好ましい。触媒の使用量は、ビニルエステル単位のモル数に対して0.005~1当量が好ましく、0.01~0.5当量がより好ましい。反応時間(連続式の場合は平均滞留時間)は、10分~6時間が好ましく、15分~2時間がより好ましい。このようにしてけん化反応を進行させて、EVOHの溶液が得られる。当該溶液中のEVOHの含有量は、10~50質量%が好ましく、20~45質量%がより好ましい。 The preferred saponification conditions are as follows. The ethylene-vinyl ester copolymer concentration in the reaction solution is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 45% by mass. The reaction temperature is preferably 70 to 150°C, more preferably 80 to 140°C. The amount of catalyst used is preferably 0.005 to 1 equivalent relative to the number of moles of vinyl ester units, more preferably 0.01 to 0.5 equivalents. The reaction time (average residence time in the case of a continuous reaction) is preferably 10 minutes to 6 hours, more preferably 15 minutes to 2 hours. The saponification reaction is allowed to proceed in this manner, and an EVOH solution is obtained. The EVOH content in the solution is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 45% by mass.
こうして得られたEVOHの、ビニルエステル単位のけん化度は好ましくは80~100モル%である。バリア性に優れた成形物を得るという観点からは、より好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは98モル%以上であり、特に好ましくは99モル%以上である。けん化度が80モル%未満では、バリア性、ロングラン性、耐湿性が悪くなるおそれがある。 The degree of saponification of the vinyl ester units of the EVOH thus obtained is preferably 80 to 100 mol%. From the viewpoint of obtaining a molded product with excellent barrier properties, it is more preferably 95 mol% or more, even more preferably 98 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more. If the degree of saponification is less than 80 mol%, there is a risk that the barrier properties, long-run properties, and moisture resistance will deteriorate.
本発明のEVOHのエチレン単位含有量は、バリア性と溶融成形性に優れた成形物を得るという観点からは、好適には5~60モル%である。エチレン単位含有量が5モル%未満の場合には、溶融成形性が悪くなるおそれがある。エチレン単位含有量は、より好適には15モル%以上であり、さらに好適には20モル%以上である。一方、エチレン単位含有量が60モル%を超えるとバリア性が不十分となるおそれがある。エチレン単位含有量は、より好適には55モル%以下であり、さらに好適には50モル%以下である。 From the viewpoint of obtaining a molded product having excellent barrier properties and melt moldability, the ethylene unit content of the EVOH of the present invention is preferably 5 to 60 mol%. If the ethylene unit content is less than 5 mol%, the melt moldability may be deteriorated. The ethylene unit content is more preferably 15 mol% or more, and even more preferably 20 mol% or more. On the other hand, if the ethylene unit content exceeds 60 mol%, the barrier properties may be insufficient. The ethylene unit content is more preferably 55 mol% or less, and even more preferably 50 mol% or less.
EVOHには、本発明の目的が阻害されない範囲で他の単量体を少量共重合することもできる。共重合できる単量体の例としては、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘキセン等のアルケン;3-アシロキシ-1-プロペン、3-アシロキシ-1-ブテン、4-アシロキシ-1-ブテン、3,4-ジアシロキシ-1-ブテン、3-アシロキシ-4-メチル-1-ブテン、4-アシロキシ-2-メチル-1-ブテン、4-アシロキシ-3-メチル-1-ブテン、3,4-ジアシロキシ-2-メチル-1-ブテン、4-アシロキシ-1-ペンテン、5-アシロキシ-1-ペンテン、4,5-ジアシロキシ-1-ペンテン、4-アシロキシ-1-ヘキセン、5-アシロキシ-1-ヘキセン、6-アシロキシ-1-ヘキセン、5,6-ジアシロキシ-1-ヘキセン、1,3-ジアセトキシ-2-メチレンプロパン等のエステル基を有するアルケン又はそのケン化物;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和酸又はその無水物、塩、又はモノ若しくはジアルキルエステル等;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド;ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸又はその塩;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(β-メトキシ-エトキシ)シラン、γ-メタクリルオキシプロピルメトキシシラン等ビニルシラン化合物;アルキルビニルエーテル類、ビニルケトン、N-ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等が挙げられる。EVOHが他の単量体単位を有する場合、その共重合量は、好適には10モル%以下であり、より好適には5モル%以下である。 EVOH can also be copolymerized with small amounts of other monomers as long as the object of the present invention is not hindered. Examples of monomers that can be copolymerized include alkenes such as propylene, butylene, pentene, and hexene; 3-acyloxy-1-propene, 3-acyloxy-1-butene, 4-acyloxy-1-butene, 3,4-diacyloxy-1-butene, 3-acyloxy-4-methyl-1-butene, 4-acyloxy-2-methyl-1-butene, 4-acyloxy-3-methyl- 1-butene, 3,4-diacyloxy-2-methyl-1-butene, 4-acyloxy-1-pentene, 5-acyloxy-1-pentene, 4,5-diacyloxy-1-pentene, 4-acyloxy-1-hexene, 5-acyloxy-1-hexene, 6-acyloxy-1-hexene, 5,6-diacyloxy-1-hexene, 1,3-diacetoxy-2-methyl Examples of suitable EVOH monomers include alkenes having an ester group such as dimethylpropane or saponified products thereof; unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, or the like, or the anhydrides, salts, or mono- or dialkyl esters thereof; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; amides such as acrylamide and methacrylamide; olefin sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, and methallyl sulfonic acid, or salts thereof; vinyl silane compounds such as vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl tri(β-methoxy-ethoxy) silane, and γ-methacryloxypropyl methoxy silane; alkyl vinyl ethers, vinyl ketones, N-vinyl pyrrolidone, vinyl chloride, and vinylidene chloride. When EVOH contains other monomer units, the copolymerization amount thereof is preferably 10 mol % or less, more preferably 5 mol % or less.
以上のようにして得られたEVOHのアルコール溶液、好適にはメタノール溶液から、EVOHの含水ペレットを得る方法は特に限定されないが、好適な方法として、以下に説明する2つの方法が例示される。 There are no particular limitations on the method for obtaining hydrous EVOH pellets from the EVOH alcohol solution, preferably methanol solution, obtained as described above, but the following two methods are preferred.
EVOHの含水ペレットを得る一つの方法は、けん化後のEVOHのアルコール溶液中のアルコールの一部を水で置換して得られた、EVOHの水/アルコール溶液を、アルコール水溶液中に押出してストランド状に析出させてから切断する方法である。ここで、EVOHの水/アルコール溶液とは、水とアルコールの混合溶媒にEVOHが溶解したもののことをいう。 One method for obtaining hydrous EVOH pellets is to replace part of the alcohol in an alcohol solution of EVOH after saponification with water, and extrude the resulting water/alcohol solution of EVOH into an aqueous alcohol solution to precipitate strands, which are then cut. Here, the water/alcohol solution of EVOH refers to EVOH dissolved in a mixed solvent of water and alcohol.
このとき、EVOHのアルコール溶液中のアルコールの一部を水で置換する方法は特に限定されない。容器中のアルコール溶液に、溶媒(アルコール)と水の混合蒸気を加えて、当該溶液から溶媒(アルコール)を気化させる方法が好適である。この時の容器としては、棚段塔や充填塔などの塔式容器が好ましい。この場合、EVOHのアルコール溶液を塔上部から導入し、塔式容器の下部から溶媒(アルコール)と水の混合蒸気を導入し、向流接触させて、塔上部から溶媒(アルコール)と水の混合蒸気を導出し、供給するEVOHのアルコール溶液中に存在する溶媒の一部を、水と置換し、塔底部から高濃度のEVOHの水/アルコール溶液を得ることができる。この時のEVOH溶液のアルコール/水の質量比は、40/60~90/10であることが好ましく、50/50~80/20であることがより好ましい。さらに前記混合蒸気中の水の含有量が20~70重量%であることが好適である。前記混合蒸気に使用する溶媒は沸点130℃以下のアルコールが好ましく、このようなアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類を例示することができる。沸点100℃以下のアルコールがより好ましく、なかでも、入手が容易で廉価であり、沸点が低く、取り扱い易い点でメタノールが好ましい。 At this time, the method of replacing a part of the alcohol in the alcohol solution of EVOH with water is not particularly limited. A method of adding a mixed vapor of the solvent (alcohol) and water to the alcohol solution in a container and vaporizing the solvent (alcohol) from the solution is preferable. The container at this time is preferably a tower-type container such as a plate tower or a packed tower. In this case, the alcohol solution of EVOH is introduced from the top of the tower, and a mixed vapor of the solvent (alcohol) and water is introduced from the bottom of the tower-type container and countercurrently contacted, and the mixed vapor of the solvent (alcohol) and water is discharged from the top of the tower, and a part of the solvent present in the alcohol solution of EVOH to be supplied is replaced with water, and a water/alcohol solution of EVOH with a high concentration can be obtained from the bottom of the tower. The mass ratio of alcohol/water in the EVOH solution at this time is preferably 40/60 to 90/10, more preferably 50/50 to 80/20. Furthermore, it is preferable that the content of water in the mixed vapor is 20 to 70% by weight. The solvent used for the mixed vapor is preferably an alcohol with a boiling point of 130°C or less, and examples of such alcohol include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol. Alcohols with a boiling point of 100°C or less are more preferable, and among them, methanol is preferable because it is easily available, inexpensive, has a low boiling point, and is easy to handle.
こうして溶媒置換して得られたEVOHの水/アルコール溶液は、EVOH100質量部に対して沸点が100℃以下のアルコールを、好適には50質量部以上含有する。アルコールの含有量はより好適には70質量部以上であり、さらに好適には80質量部以上である。またアルコールの含有量は好適には1000質量部以下であり、より好適には500質量部以下である。アルコールの含有量をこの範囲とすることで、EVOH溶液の流動性が確保されるとともに、効率のよい樹脂製造が可能である。アルコールは好適にはメタノールである。 The water/alcohol solution of EVOH obtained by solvent replacement in this manner contains, for every 100 parts by mass of EVOH, preferably 50 parts by mass or more of alcohol having a boiling point of 100°C or less. The alcohol content is more preferably 70 parts by mass or more, and even more preferably 80 parts by mass or more. The alcohol content is preferably 1000 parts by mass or less, and even more preferably 500 parts by mass or less. By keeping the alcohol content within this range, the fluidity of the EVOH solution is ensured and efficient resin production is possible. The alcohol is preferably methanol.
こうして得られたEVOHの水/アルコール溶液を、水あるいはアルコール水溶液からなる凝固浴中に押出してストランド状に析出させてから切断することで含水ペレットが得られる。ここで用いられるアルコール水溶液は、好適にはメタノール水溶液である。良溶媒に溶解したEVOHが貧溶媒中で析出してストランドを形成する。凝固浴のアルコール水溶液のアルコール/水の質量比は、0/100~30/70であることが好ましい。当該質量比は、2/98以上であることがより好ましく、5/95以上であることがさらに好ましい。一方、当該質量比は20/80以下であることがより好ましい。凝固浴の温度は0~30℃であることが好ましく、より好適には20℃以下であり、さらに好適には10℃以下である。切断後の含水ペレットは多孔質であり、その含水率は好適には40~80質量%である。含水率は、より好適には45質量%以上であり、さらに好適には50質量%以上である。また含水率は、より好適には70質量%以下であり、さらに好適には65質量%以下である。 The water/alcohol solution of EVOH thus obtained is extruded into a coagulation bath consisting of water or an aqueous alcohol solution, where it is precipitated in the form of strands, and then cut to obtain hydrous pellets. The aqueous alcohol solution used here is preferably an aqueous methanol solution. EVOH dissolved in a good solvent is precipitated in a poor solvent to form strands. The mass ratio of alcohol/water in the aqueous alcohol solution in the coagulation bath is preferably 0/100 to 30/70. This mass ratio is more preferably 2/98 or more, and even more preferably 5/95 or more. On the other hand, this mass ratio is more preferably 20/80 or less. The temperature of the coagulation bath is preferably 0 to 30°C, more preferably 20°C or less, and even more preferably 10°C or less. The hydrous pellets after cutting are porous, and their moisture content is preferably 40 to 80% by mass. The moisture content is more preferably 45% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more. The moisture content is more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 65% by mass or less.
EVOHの水/アルコール溶液を凝固液と接触させる温度(ペレタイズ時の浴温)の下限としては、-10℃が好ましく、0℃がより好ましい。一方、この上限としては、40℃が好ましく、20℃がより好ましく、15℃がさらに好ましく、10℃がよりさらに好ましい。EVOHの水/アルコール溶液は任意の形状を有するノズルにより、上記凝固液中にストランド状に押出される。かかるノズルの形状としては、特に限定されないが、円筒形状が好ましい。このようにしてノズルよりEVOHの水/アルコール溶液がストランド状に押し出される。この際、ストランドは必ずしも一本である必要はなく、数本~数百本の間の任意の数で押し出し可能である。次いで、ストランド状に押し出されたEVOHは凝固が十分進んでから切断され、EVOHの含水ペレットが得られる。その後、必要に応じて、後述する通り洗浄してもよい。かかるペレットのサイズは、例えば円柱状の場合は径が1mm以上10mm以下、長さ1mm以上10mm以下、球状の場合は径が1mm以上10mm以下とすることができる。 The lower limit of the temperature at which the EVOH water/alcohol solution is brought into contact with the coagulation liquid (bath temperature during pelletization) is preferably -10°C, more preferably 0°C. On the other hand, the upper limit is preferably 40°C, more preferably 20°C, even more preferably 15°C, and even more preferably 10°C. The EVOH water/alcohol solution is extruded into the coagulation liquid in the form of strands by a nozzle having an arbitrary shape. The shape of such a nozzle is not particularly limited, but a cylindrical shape is preferable. In this way, the EVOH water/alcohol solution is extruded in the form of strands from the nozzle. At this time, the strand does not necessarily have to be a single strand, and any number between several and several hundred strands can be extruded. Next, the EVOH extruded in the form of strands is cut after sufficient coagulation has progressed, and hydrous pellets of EVOH are obtained. Thereafter, it may be washed as necessary as described below. The size of such pellets can be, for example, 1 mm to 10 mm in diameter and 1 mm to 10 mm in length in the case of a cylindrical shape, and 1 mm to 10 mm in diameter in the case of a spherical shape.
また、EVOHの含水ペレットを得る他の方法は、EVOHと水を含む80~170℃のペーストを切断してから冷却して含水EVOHペレットを得る方法である。高温の含水EVOHペーストを溶融状態で切断してから冷却することによって含水EVOHペレットを得ることができる。 Another method for obtaining hydrous EVOH pellets is to cut a paste containing EVOH and water at 80 to 170°C, then cool it to obtain hydrous EVOH pellets. Hydrous EVOH pellets can be obtained by cutting a hot hydrous EVOH paste in a molten state and then cooling it.
EVOHと水を含む前記ペーストの製造方法は、特に限定されない。けん化後のEVOHのアルコール溶液を装置に導入し、当該装置内で水と接触させて、アルコールを水とともに装置から導出し、含水EVOHペーストを得ることができる。上記装置は特に限定されるものではなく、容器の中で水と接触させてもよいし、押出機のような混練装置の中で水と接触させてもよい。大量に処理するためには、容器の中で水と接触させることが好ましく、特に水蒸気と接触させることが好ましい。すなわち、前記容器内で水蒸気と接触させて前記アルコールを水蒸気とともに導出することが好ましい。 The method for producing the paste containing EVOH and water is not particularly limited. An alcohol solution of EVOH after saponification is introduced into an apparatus, and contacted with water in the apparatus, and the alcohol and water are discharged from the apparatus to obtain a water-containing EVOH paste. The above apparatus is not particularly limited, and the EVOH may be contacted with water in a container, or in a kneading device such as an extruder. For large-scale processing, it is preferable to contact the EVOH with water in a container, and in particular to contact the EVOH with water vapor. That is, it is preferable to contact the EVOH with water vapor in the container and discharge the alcohol together with the water vapor.
当該容器に導入したEVOHのアルコール溶液を容器内で水蒸気と接触させる方法は特に限定されず、連続式、回分式のいずれの方法によってもよい。また、容器の形態についても特に限定されるものではないが、連続式の場合には塔型容器が、回分式の場合には槽型容器がそれぞれ好適である。生産効率を考えれば工業的には連続式の方が好ましい。塔型容器としては、多孔板塔、泡鐘塔などの棚段塔、リング型充填物などの入った充填塔を例示することができる。 There is no particular limitation on the method for contacting the alcohol solution of EVOH introduced into the container with water vapor within the container, and either a continuous method or a batch method may be used. There is also no particular limitation on the shape of the container, but a tower-type container is preferable for the continuous method, and a tank-type container is preferable for the batch method. From the viewpoint of production efficiency, the continuous method is industrially preferable. Examples of tower-type containers include plate towers such as perforated plate towers and bubble cap towers, and packed towers containing ring-type packing.
当該容器に導入されたEVOHのアルコール溶液と水蒸気とは、アルコール除去効率の観点から向流で接触させることが好ましい。例えば、塔型容器において、EVOHのアルコール溶液を塔上部から導入し、水蒸気を塔下部から導入して前記溶液と向流接触させ、含水EVOHペーストを塔下部から導出し、アルコールを水蒸気とともに塔上部から導出する方法などを好適な実施態様として挙げることができる。塔上部から導出されたアルコール蒸気と水蒸気は凝縮器で凝縮し、アルコール水溶液として回収し、必要に応じ精製して再使用することができる。EVOHのアルコール溶液は容器内で水蒸気と直接接触し、アルコールの含有量が徐々に減少するが、その間EVOHは膨潤したペースト状であり、流動性を保ったままゲル化することなく、含水EVOHペーストを容器から導出することが可能である。 From the viewpoint of alcohol removal efficiency, it is preferable that the alcohol solution of EVOH introduced into the container and the water vapor are brought into contact with each other in a countercurrent manner. For example, a preferred embodiment is a method in which, in a tower-type container, an alcohol solution of EVOH is introduced from the top of the tower, water vapor is introduced from the bottom of the tower and brought into countercurrent contact with the solution, a water-containing EVOH paste is discharged from the bottom of the tower, and the alcohol is discharged from the top of the tower together with the water vapor. The alcohol vapor and water vapor discharged from the top of the tower are condensed in a condenser and recovered as an alcohol aqueous solution, which can be purified as necessary and reused. The alcohol solution of EVOH comes into direct contact with water vapor in the container and the alcohol content gradually decreases, but during that time, the EVOH is in a swollen paste state, and it is possible to discharge the water-containing EVOH paste from the container while maintaining its fluidity and without gelling.
当該容器への水蒸気の導入量は、少なすぎるとアルコールの除去効率が悪く、逆に多すぎるとコスト面で不利となるので、EVOHのアルコール溶液の導入量に対して重量比で表示して0.3~30倍であることが好ましく、より好適には0.5~10倍、さらに好適には0.7~5倍である。EVOHのアルコール溶液と接触させる水蒸気は、10重量%以下のアルコールを含んでいても構わないが、効率よくアルコールを除去するためには、水蒸気中にアルコールを含まないことが好ましい。 If the amount of water vapor introduced into the container is too small, the alcohol removal efficiency will be poor, and conversely, if it is too large, it will be disadvantageous in terms of cost, so the amount is preferably 0.3 to 30 times, more preferably 0.5 to 10 times, and even more preferably 0.7 to 5 times, the amount of water vapor introduced relative to the amount of the alcohol solution of EVOH introduced, expressed as a weight ratio. The water vapor that is brought into contact with the alcohol solution of EVOH may contain up to 10% by weight of alcohol, but in order to remove alcohol efficiently, it is preferable that the water vapor does not contain alcohol.
当該容器内の温度は80~170℃であることが好ましい。容器内の温度が80℃未満の場合には、含水EVOHペーストの流動性が不充分となり、容器内でゲル化したり、閉塞を起こしたりするおそれがある。より好適には100℃以上であり、さらに好適には110℃以上である。一方、容器内の温度が170℃を超える場合には、EVOHが劣化する場合がある。より好適には160℃以下であり、さらに好適には150℃以下である。 The temperature inside the container is preferably 80 to 170°C. If the temperature inside the container is less than 80°C, the fluidity of the water-containing EVOH paste will be insufficient, and there is a risk of gelling or blockage inside the container. A temperature of 100°C or higher is more preferable, and 110°C or higher is even more preferable. On the other hand, if the temperature inside the container exceeds 170°C, the EVOH may deteriorate. A temperature of 160°C or lower is more preferable, and 150°C or lower is even more preferable.
当該装置から導出される含水EVOHペーストの含水率は、30~60質量%であることが好ましい。含水率が30質量%未満では、容器内での流動性が不足する。好適には35質量%以上である。一方、水の含有量が60質量%を超えると、溶融状態で切断する際に切断後のペレットが相互に融着したり形状が不均質になったりするおそれがある。好適には50質量%以下である。このとき、含水EVOHペースト中のアルコールの含有量は、好適には0~5重量部、より好適には0~1重量部、さらに好適には0~0.1重量部である。アルコールの含有量が少ないことにより、析出などの後工程でアルコールの揮散を防止することができ、作業環境および周辺環境の保全が可能となる。 The water content of the water-containing EVOH paste discharged from the device is preferably 30 to 60% by weight. If the water content is less than 30% by weight, the fluidity in the container is insufficient. It is preferably 35% by weight or more. On the other hand, if the water content exceeds 60% by weight, the pellets cut when cut in a molten state may fuse together or become non-uniform in shape. It is preferably 50% by weight or less. In this case, the alcohol content in the water-containing EVOH paste is preferably 0 to 5 parts by weight, more preferably 0 to 1 part by weight, and even more preferably 0 to 0.1 parts by weight. The low alcohol content prevents alcohol from volatilizing in subsequent processes such as precipitation, making it possible to protect the working environment and the surrounding environment.
当該装置から取り出された含水EVOHペーストは、ノズルから押し出されて溶融状態で切断される。このとき、必要に応じてニーダなどの混練装置で混練してから押し出してもよい。含水EVOHペーストを切断する方法としては、ホットカット方式または水中カット方式が好適なものとして例示される。ペレットの取扱いの容易性の観点から、ノズルの口径は2~5mmφ(φは直径。以下同じ)が好適である。切断されるときの含水EVOHペーストの温度は、80~170℃であることが好ましい。容器内の温度が80℃未満の場合には、ノズルにおける含水EVOHペーストの流動性が不充分となる。より好適には100℃以上であり、さらに好適には110℃以上である。一方、含水EVOHペーストの温度が170℃を超える場合には、EVOHが劣化する場合がある。より好適には150℃以下である。 The water-containing EVOH paste taken out of the device is extruded from the nozzle and cut in a molten state. At this time, the paste may be kneaded in a kneader or other kneading device before being extruded, if necessary. Suitable methods for cutting the water-containing EVOH paste include a hot cut method and an underwater cut method. From the viewpoint of ease of handling the pellets, the nozzle diameter is preferably 2 to 5 mmφ (φ is the diameter; the same applies below). The temperature of the water-containing EVOH paste when it is cut is preferably 80 to 170°C. If the temperature inside the container is less than 80°C, the fluidity of the water-containing EVOH paste in the nozzle becomes insufficient. More preferably, it is 100°C or higher, and even more preferably, it is 110°C or higher. On the other hand, if the temperature of the water-containing EVOH paste exceeds 170°C, the EVOH may deteriorate. More preferably, it is 150°C or lower.
溶融状態で切断された含水EVOHペレットは、冷却水で冷却されて固化する。冷却水の温度は0~30℃であることが好ましく、より好適には20℃以下であり、さらに好適には10℃以下である。切断後の含水ペレットは多孔質であり、その含水率は通常30~60質量%である。含水率は、好適には35質量%以上である。また含水率は、好適には50質量%以下である。 The hydrous EVOH pellets cut in a molten state are cooled with cooling water to solidify. The temperature of the cooling water is preferably 0 to 30°C, more preferably 20°C or less, and even more preferably 10°C or less. The hydrous pellets after cutting are porous, and their moisture content is usually 30 to 60% by mass. The moisture content is preferably 35% by mass or more. The moisture content is also preferably 50% by mass or less.
以上説明したような方法で、含水EVOHペレットが得られる。得られた含水EVOHペレットを調温工程に供して、所定の温度の水またはアルコール水溶液に浸漬して、当該ペレットの温度を調整してもよい。水またはアルコール水溶液のアルコール含有率は50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましい。調温工程は、容器に入った一定の温度の水またはアルコール水溶液に含水EVOHペレットを所定時間浸漬して行ってもよいし、配管中で水またはアルコール水溶液に接触しながら徐々に温度を変化させてもよい。必要に応じて上記調温工程を経てから、含水EVOHペレットが脱水工程に供される。 The water-containing EVOH pellets are obtained by the method described above. The water-containing EVOH pellets obtained may be subjected to a temperature adjustment process in which the temperature of the pellets is adjusted by immersing them in water or an aqueous alcohol solution at a predetermined temperature. The alcohol content of the water or aqueous alcohol solution is preferably 50% by mass or less, and more preferably 40% by mass or less. The temperature adjustment process may be performed by immersing the water-containing EVOH pellets in water or an aqueous alcohol solution at a constant temperature in a container for a predetermined period of time, or the temperature may be gradually changed while the pellets are in contact with water or an aqueous alcohol solution in a pipe. If necessary, the water-containing EVOH pellets are subjected to a dehydration process after undergoing the temperature adjustment process.
脱水工程に供される直前の含水EVOHペレットの温度(T1)は、0~50℃である。温度(T1)は好適には5℃以上であり、より好適には10℃以上である。一方、温度(T1)は好適には40℃以下であり、より好適には35℃以下であり、30℃以下であってもよい。また、脱水工程に供される直前の含水EVOHペレットの含水率(W1)は、30~80質量%である。含水率(W1)は好適には35質量%以上である。一方、含水率(W1)は好適には70質量%以下である。 The temperature (T 1 ) of the water-containing EVOH pellets immediately before being subjected to the dehydration step is 0 to 50° C. The temperature (T 1 ) is preferably 5° C. or higher, and more preferably 10° C. or higher. Meanwhile, the temperature (T 1 ) is preferably 40° C. or lower, more preferably 35° C. or lower, and may be 30° C. or lower. Also, the water content (W 1 ) of the water-containing EVOH pellets immediately before being subjected to the dehydration step is 30 to 80% by mass. The water content (W 1 ) is preferably 35% by mass or higher. Meanwhile, the water content (W 1 ) is preferably 70% by mass or lower.
脱水工程において、温度(T1)の含水EVOHペレットが、温度(T2)が30~85℃の水または水溶液に浸漬される。このとき、温度(T2)が低すぎると、脱水の効果が不十分となる。温度(T2)は、好適には45℃以上であり、より好適には55℃以上であり、さらに好適には65℃以上であり、特に好適には72℃以上である。一方、温度(T2)が高すぎると、脱水処理中にペレット同士が膠着してしまう。脱水工程後の中間ペレットの含水率(W2)は、20~70質量%である。含水率(W2)は25質量%以上であっても、30質量%以上であってもよい。一方、含水率(W2)は好適には60質量%以下であり、より好適には55質量%以下であり、さらに好適には50質量%以下である。 In the dehydration step, the hydrous EVOH pellets at a temperature (T 1 ) are immersed in water or an aqueous solution at a temperature (T 2 ) of 30 to 85° C. If the temperature (T 2 ) is too low, the dehydration effect is insufficient. The temperature (T 2 ) is preferably 45° C. or higher, more preferably 55° C. or higher, even more preferably 65° C. or higher, and particularly preferably 72° C. or higher. On the other hand, if the temperature (T 2 ) is too high, the pellets will stick together during the dehydration treatment. The moisture content (W 2 ) of the intermediate pellets after the dehydration step is 20 to 70% by mass. The moisture content (W 2 ) may be 25% by mass or higher, or may be 30% by mass or higher. On the other hand, the moisture content (W 2 ) is preferably 60% by mass or lower, more preferably 55% by mass or lower, and even more preferably 50% by mass or lower.
そしてこのとき、温度(T1)、温度(T2)、含水率(W1)及び含水率(W2)は、下記式(1)および式(2)を満足する。
T2-T1≧5 (1)
W2/W1≦0.98 (2)
At this time, the temperature (T 1 ), the temperature (T 2 ), the moisture content (W 1 ) and the moisture content (W 2 ) satisfy the following formulas (1) and (2).
T 2 −T 1 ≧5 (1)
W 2 /W 1 ≦0.98 (2)
すなわち、本発明では、温度差(T2-T1)が5℃以上であることによって、脱水処理後の含水率(W2)を低下させることができ、含水率の比(W2/W1)を0.98以下にすることができる。このように、含水EVOHペレットを、より高温の水または水溶液に浸漬するだけで、ペレットの含水率を低下させられることを、発明者らは今回初めて見出した。そのメカニズムは必ずしも明らかではないが、流動状態のEVOH溶液やEVOHペーストを固化させた際に、収縮しようとする応力が残存したまま固定されたと推定される。そのため、そのような残存応力を有するまま固化したペレットが、高温の水または水溶液に浸漬された際に、応力が緩和されて収縮することによって、ペレット内の水が外部に放出されて、ペレットの含水率が低下したものと推定される。 That is, in the present invention, by making the temperature difference (T 2 -T 1 ) 5°C or more, the moisture content (W 2 ) after dehydration can be reduced, and the moisture content ratio (W 2 /W 1 ) can be made 0.98 or less. In this way, the inventors have now found for the first time that the moisture content of hydrous EVOH pellets can be reduced simply by immersing the pellets in hotter water or aqueous solution. Although the mechanism is not entirely clear, it is presumed that when a fluidized EVOH solution or EVOH paste is solidified, the stress that would cause the pellets to shrink remains and is fixed. Therefore, it is presumed that when solidified pellets with such residual stress are immersed in hot water or aqueous solution, the stress is relieved and the pellets shrink, causing the water in the pellets to be released to the outside, thereby reducing the moisture content of the pellets.
含水EVOHペレットを乾燥させるためには、これまで、熱風オーブンなどで水を気化させて除去しなければならなかったが、水の蒸発潜熱は大きいので、多くのエネルギーを要していた。一方、高温の水に接触させてペレットを収縮させるだけであれば、ペレットを温度上昇させるだけの顕熱を与えるだけでよいので、必要とするエネルギーを大きく低減することができる。 Until now, in order to dry hydrous EVOH pellets, the water had to be removed by vaporizing it using a hot air oven or similar, but because water has a large latent heat of vaporization, this required a lot of energy. On the other hand, if the pellets are simply contracted by coming into contact with high-temperature water, it is only necessary to provide the sensible heat necessary to raise the pellets' temperature, which can greatly reduce the amount of energy required.
温度(T1)及び温度(T2)は、好適には式(1a)を満足し、より好適には式(1b)を満足し、さらに好適には式(1c)を満足し、特に好適には式(1d)を満足する。T2-T1は、通常、90℃以下である。
T2-T1≧10 (1a)
T2-T1≧20 (1b)
T2-T1≧30 (1c)
T2-T1≧40 (1d)
The temperature (T 1 ) and the temperature (T 2 ) preferably satisfy the formula (1a), more preferably satisfy the formula (1b), further preferably satisfy the formula (1c), and particularly preferably satisfy the formula (1d). T 2 -T 1 is usually 90°C or less.
T 2 −T 1 ≧10 (1a)
T 2 −T 1 ≧20 (1b)
T 2 −T 1 ≧30 (1c)
T 2 −T 1 ≧40 (1d)
含水率(W1)及び含水率(W2)は、好適には式(2a)を満足し、より好適には式(2b)を満足し、さらに好適には式(2c)を満足する。W2/W1は、通常、0.5以上である。
W2/W1≦0.95 (2a)
W2/W1≦0.92 (2b)
W2/W1≦0.89 (2c)
The moisture content (W 1 ) and the moisture content (W 2 ) preferably satisfy the formula (2a), more preferably satisfy the formula (2b), and even more preferably satisfy the formula (2c). W 2 /W 1 is usually 0.5 or more.
W 2 /W 1 ≦0.95 (2a)
W 2 /W 1 ≦0.92 (2b)
W 2 /W 1 ≦0.89 (2c)
脱水工程を行う方法は特に限定されず、連続式、回分式のいずれの方法によってもよい。また、容器の形態についても特に限定されるものではないが、連続式の場合には塔型容器が、回分式の場合には槽型容器がそれぞれ好適である。生産効率を考えれば工業的には連続式の方が好ましい。含水ペレットを塔型容器の上部に連続的に供給し、水または水溶液を該容器に連続的に導入し、該容器内で含水ペレットと水または水溶液とを接触させて、該容器の底部から中間ペレットを連続的に導出することが好ましい。当該水または水溶液は、塔下部から導入して、ペレットと向流で接触させてもよいし、塔上部から導入してペレットと並流で接触させてもよい。向流で接触させる場合には、接触後の水または水溶液は塔上部から取り出される。並流で接触させる場合には、接触後の水または水溶液は中間ペレットとともに塔下部から取り出される。 The method for carrying out the dehydration step is not particularly limited, and may be either a continuous or batch method. The shape of the vessel is also not particularly limited, but a tower-type vessel is suitable for the continuous method, and a tank-type vessel is suitable for the batch method. In terms of production efficiency, the continuous method is preferable industrially. It is preferable to continuously supply the hydrous pellets to the top of a tower-type vessel, continuously introduce water or an aqueous solution into the vessel, contact the hydrous pellets with the water or aqueous solution in the vessel, and continuously extract intermediate pellets from the bottom of the vessel. The water or aqueous solution may be introduced from the bottom of the tower and contacted with the pellets in a countercurrent flow, or may be introduced from the top of the tower and contacted with the pellets in a parallel flow. In the case of countercurrent contact, the water or aqueous solution after contact is taken out from the top of the tower. In the case of parallel contact, the water or aqueous solution after contact is taken out from the bottom of the tower together with the intermediate pellets.
上記脱水工程において、含水EVOHペレットを洗浄し、けん化触媒残渣が除去された中間ペレットを得ることが好ましい。けん化後のEVOHのアルコール溶液には、酢酸ナトリウムなどのけん化触媒残渣が含まれていて、それを固化させて得られた含水EVOHペレットの中にもその残渣は残っている。これを高温の水または水溶液中で洗浄することによって、当該残渣が除かれた中間ペレットが得られるとともに、中間ペレットの含水率を低下させることができる。このとき用いられる洗浄液としては、水のみならず、酢酸などの酸を含む水溶液や、メタノールなどのアルコールを含む水溶液を用いてもよい。 In the above dehydration step, it is preferable to wash the hydrous EVOH pellets to obtain intermediate pellets from which the saponification catalyst residue has been removed. The alcohol solution of EVOH after saponification contains saponification catalyst residues such as sodium acetate, and these residues remain in the hydrous EVOH pellets obtained by solidifying it. By washing the EVOH in high-temperature water or an aqueous solution, intermediate pellets from which the residues have been removed can be obtained, and the water content of the intermediate pellets can be reduced. The washing liquid used here can be not only water, but also an aqueous solution containing an acid such as acetic acid, or an aqueous solution containing an alcohol such as methanol.
また、上記脱水工程において、含水EVOHペレットを、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の添加剤を含む水溶液に含浸させて、該添加剤を含有する中間ペレットを得ることも好ましい。酸やその塩を含む水溶液に含水EVOHペレットを浸漬してペレット中に前記添加剤を含ませる、いわゆる化学処理工程を経ることによって、熱安定性等の改善されたEVOHペレットを得ることができる。この化学処理工程を、前記添加剤が溶解した高温の水溶液中で行うことによって、前記添加剤を含む中間ペレットが得られるとともに、中間ペレットの含水率を低下させることができる。 In addition, in the above dehydration step, it is also preferable to impregnate the hydrous EVOH pellets with an aqueous solution containing at least one additive selected from carboxylic acids, boron compounds, phosphoric acid compounds, alkali metal salts, and alkaline earth metal salts to obtain intermediate pellets containing the additive. EVOH pellets with improved thermal stability, etc. can be obtained by going through a so-called chemical treatment step in which the hydrous EVOH pellets are immersed in an aqueous solution containing an acid or its salt to incorporate the additive into the pellets. By carrying out this chemical treatment step in a high-temperature aqueous solution in which the additive is dissolved, intermediate pellets containing the additive can be obtained and the moisture content of the intermediate pellets can be reduced.
化学処理に用いられるカルボン酸としては、酢酸、乳酸、プロピオン酸、シュウ酸、コハク酸、安息香酸、クエン酸などが例示される。これらの中でも、コスト、入手の容易さなどの面から、酢酸が好ましい。乾燥ペレット中のカルボン酸の含有量は、少なすぎると溶融成形時に着色が発生することがあり、また、多すぎると層間接着性が不充分となることがあるので、10~5000ppmが好ましい。カルボン酸の含有量の下限は好適には30ppm以上であり、より好適には50ppm以上である。また、カルボン酸の含有量の上限は好適には1000ppm以下であり、より好適には500ppm以下である。 Examples of carboxylic acids used in the chemical treatment include acetic acid, lactic acid, propionic acid, oxalic acid, succinic acid, benzoic acid, and citric acid. Among these, acetic acid is preferred in terms of cost and availability. If the carboxylic acid content in the dried pellets is too low, discoloration may occur during melt molding, and if the content is too high, interlayer adhesion may be insufficient. Therefore, the carboxylic acid content is preferably 10 to 5000 ppm. The lower limit of the carboxylic acid content is preferably 30 ppm or more, and more preferably 50 ppm or more. The upper limit of the carboxylic acid content is preferably 1000 ppm or less, and more preferably 500 ppm or less.
ホウ素化合物としては、ホウ酸類、ホウ酸エステル、ホウ酸塩、水素化ホウ素類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。具体的には、ホウ酸類としては、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸などが挙げられ、ホウ酸エステルとしてはホウ酸トリエチル、ホウ酸トリメチルなどが挙げられ、ホウ酸塩としては上記の各種ホウ酸類のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ホウ砂などが挙げられる。これらの化合物の中でもオルトホウ酸(以下、単にホウ酸と記す。)が好ましい。乾燥ペレット中のホウ素化合物の含有量は、あまり少ないと熱安定性の改善効果が少なく、また、あまり多いとゲル化して成形性不良となることがあるので、ホウ素換算で10~2000ppmが好ましく、50~1000ppmがより好ましい。 Boron compounds include, but are not limited to, boric acids, boric acid esters, borate salts, and boron hydrides. Specifically, boric acids include orthoboric acid, metaboric acid, and tetraboric acid, borate esters include triethyl borate and trimethyl borate, and borates include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and borax of the above-mentioned various borates. Among these compounds, orthoboric acid (hereinafter simply referred to as boric acid) is preferred. If the content of the boron compound in the dried pellets is too low, the effect of improving thermal stability is small, and if it is too high, gelation may occur, resulting in poor moldability. Therefore, the content of the boron compound in the dried pellets is preferably 10 to 2000 ppm, more preferably 50 to 1000 ppm, in terms of boron.
リン酸化合物としては、リン酸、亜リン酸などの各種の酸やその塩などが例示される。リン酸塩としては第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩のいずれの形で含まれていてもよく、そのカチオン種も特に限定されるものではないが、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩であることが好ましい。中でもリン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウムの形でリン酸化合物を添加することが好ましい。乾燥ペレット中のリン酸化合物の含有量はリン酸根換算で1~1000ppmであることが好ましい。このような範囲で添加することにより、成形物の着色およびゲル・ブツの発生を抑制することが可能である。リン酸化合物の含有量が1ppm未満の場合は、溶融成形時の着色が激しくなるおそれがある。また、1000ppmを超える場合は成形物のゲル・ブツが発生しやすくなるおそれがある。 Examples of the phosphoric acid compound include various acids such as phosphoric acid and phosphorous acid and their salts. The phosphate may be contained in the form of primary phosphate, secondary phosphate, or tertiary phosphate, and the cationic species is not particularly limited, but is preferably an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt. Among them, it is preferable to add the phosphoric acid compound in the form of sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, or dipotassium hydrogen phosphate. The content of the phosphoric acid compound in the dried pellets is preferably 1 to 1000 ppm in terms of phosphate radical. By adding it in such a range, it is possible to suppress the coloring of the molded product and the occurrence of gels and bumps. If the content of the phosphoric acid compound is less than 1 ppm, there is a risk of severe coloring during melt molding. Also, if it exceeds 1000 ppm, there is a risk of the molded product being more likely to have gels and bumps.
アルカリ金属塩としては、一価金属の脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン酸塩、リン酸塩、金属錯体などが挙げられる。例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、エチレンジアミン四酢酸のナトリウム塩などが挙げられる。中でも酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウムが好適である。乾燥ペレット中のアルカリ金属塩の含有量は、アルカリ金属元素換算で5~5000ppmが好ましい。より好ましくは20~1000ppm、さらに好ましくは30~750ppmである。 Examples of alkali metal salts include aliphatic carboxylates, aromatic carboxylates, phosphates, and metal complexes of monovalent metals. Examples include sodium acetate, potassium acetate, sodium phosphate, lithium phosphate, sodium stearate, potassium stearate, and sodium salts of ethylenediaminetetraacetic acid. Of these, sodium acetate, potassium acetate, and sodium phosphate are preferred. The content of the alkali metal salt in the dried pellets is preferably 5 to 5,000 ppm in terms of the alkali metal element. It is more preferably 20 to 1,000 ppm, and even more preferably 30 to 750 ppm.
また、アルカリ土類金属塩としては、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、ベリリウム塩などが挙げられ、特にマグネシウム塩とカルシウム塩が好適である。アルカリ土類金属塩のアニオン種は特に限定されるものではないが、酢酸塩やリン酸塩が好適である。乾燥ペレット中のアルカリ土類金属の含有量は金属換算で10~1000ppmが好適であり、より好適には20~500ppmである。アルカリ土類金属の含有量が10ppm未満の場合はロングラン性の改善効果が不充分となるおそれがある。また、1000ppmを超えると樹脂溶融時の着色が激しくなるおそれがある。 Alkaline earth metal salts include magnesium salts, calcium salts, barium salts, and beryllium salts, with magnesium salts and calcium salts being particularly preferred. The anion species of the alkaline earth metal salt is not particularly limited, but acetates and phosphates are preferred. The alkaline earth metal content in the dry pellets is preferably 10 to 1000 ppm, more preferably 20 to 500 ppm, calculated as metal. If the alkaline earth metal content is less than 10 ppm, the effect of improving long-run properties may be insufficient. If it exceeds 1000 ppm, coloring may become severe when the resin is melted.
脱水工程において、洗浄や化学処理を行う装置としては、連続式の塔型容器が好適である。脱水工程において、塔型容器中で洗浄を行う場合には、洗浄水とペレットを向流で接触させることが好ましい。一方、脱水工程において、塔型容器中で化学処理を行う場合には、向流で接触させても並流で接触させても構わない。 In the dehydration step, a continuous tower-type vessel is suitable as an apparatus for performing washing and chemical treatment. When washing is performed in a tower-type vessel in the dehydration step, it is preferable to contact the washing water and the pellets in a countercurrent flow. On the other hand, when chemical treatment is performed in a tower-type vessel in the dehydration step, contact may be performed in a countercurrent flow or in a parallel flow.
洗浄と化学処理の両方を行う場合には、洗浄を行ってから、化学処理を行う。その場合、洗浄と化学処理の両方が脱水工程であってもよいし、一方だけが脱水工程であってもよい。脱水工程であるかどうかは、前記温度及び含水率の条件を満たすかどうかで判断される。 When both washing and chemical treatment are performed, washing is performed first, followed by chemical treatment. In that case, both washing and chemical treatment may be dehydration processes, or only one of them may be a dehydration process. Whether or not a process is a dehydration process is determined by whether the above-mentioned temperature and moisture content conditions are met.
こうして、脱水工程によって含水率が低下した中間ペレットを乾燥して、含水率(W3)が0.5質量%以下の乾燥ペレットを得ることができる。乾燥方法は、特に限定されないが、熱風乾燥、赤外線照射、またはそれらの組み合わせによって中間ペレットを乾燥して乾燥ペレットを得ることができる。含水率が低下した中間ペレットを乾燥するので、含水ペレットを直接乾燥させるのに比べて、必要とするエネルギーを低減することができる。乾燥ペレットの含水率(W3)が0.5質量%以下であることによって、溶融成形時の発泡や樹脂の劣化を防止することができる。 In this way, the intermediate pellets whose moisture content has been reduced by the dehydration process can be dried to obtain dried pellets whose moisture content ( W3 ) is 0.5% by mass or less. The drying method is not particularly limited, but the intermediate pellets can be dried by hot air drying, infrared radiation, or a combination thereof to obtain dried pellets. Since the intermediate pellets whose moisture content has been reduced are dried, the required energy can be reduced compared to directly drying the hydrous pellets. By making the moisture content ( W3 ) of the dried pellets 0.5% by mass or less, foaming and deterioration of the resin during melt molding can be prevented.
こうして得られた乾燥EVOHペレットは、溶融成形によりフィルム、シート、容器、パイプ、繊維など、各種の成形体に成形される。 The dried EVOH pellets obtained in this way are melt molded into various molded articles such as films, sheets, containers, pipes, and fibers.
以下、実施例と比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されない。なお、測定および評価の方法はそれぞれ以下の方法に従った。 The present invention will be specifically described below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the examples shown below. The measurement and evaluation methods were as follows.
(1)含水率の測定
含水EVOHペレットを3g用い、METTLER社製ハロゲン水分計分析装置「HR73」にて乾燥温度180℃、乾燥時間15分の条件で、含水EVOHペレットの含水率を測定した。
(1) Measurement of Moisture Content Using 3 g of the hydrous EVOH pellets, the moisture content of the hydrous EVOH pellets was measured using a halogen moisture analyzer "HR73" manufactured by METTLER under conditions of a drying temperature of 180°C and a drying time of 15 minutes.
(2)膠着評価
脱水工程後の含水EVOHペレットについて、膠着の有無を目視で確認し、下記基準で評価した。
評価:基準
A:ペレット同士の膠着は見られなかった。
B:ペレット同士の膠着が見られた。
(2) Evaluation of Sticking The hydrous EVOH pellets after the dehydration step were visually inspected for the presence or absence of sticking, and were evaluated according to the following criteria.
Evaluation: Criteria A: No adhesion between pellets was observed.
B: Pellets were observed sticking together.
[実施例1]
塔径0.85m、段数20段の泡鐘塔の搭上部より、エチレン-酢酸ビニル共重合体(エチレン単位含有量:32モル%)のメタノール溶液(エチレン-酢酸ビニル共重合体の濃度:35質量%)を1.3t/時、水酸化ナトリウムのメタノール溶液(水酸化ナトリウム濃度:15質量%)を50kg/時で供給した。また、塔下部から115℃のメタノール蒸気を1.1t/時で塔内へ吹き込み、副生した酢酸メチルをメタノールの一部と共に塔上部から留出させた。このとき、塔内の温度は110~115℃、圧力は0.54MPa、共重合体の塔内滞留時間は30分であった。このようにして、塔下部より、エチレン単位含有量32モル%、けん化度99.5モル%のEVOHのメタノール溶液(EVOH濃度29質量%)を得た。
[Example 1]
From the top of the bubble cap tower with a tower diameter of 0.85 m and the number of stages of 20, a methanol solution of ethylene-vinyl acetate copolymer (ethylene unit content: 32 mol%) (ethylene-vinyl acetate copolymer concentration: 35 mass%) and a methanol solution of sodium hydroxide (sodium hydroxide concentration: 15 mass%) were supplied at 1.3 t/h and 50 kg/h, respectively. In addition, methanol steam at 115°C was blown into the tower from the bottom of the tower at 1.1 t/h, and the by-produced methyl acetate was distilled out from the top of the tower together with a part of the methanol. At this time, the temperature in the tower was 110 to 115°C, the pressure was 0.54 MPa, and the residence time of the copolymer in the tower was 30 minutes. In this way, a methanol solution of EVOH with an ethylene unit content of 32 mol% and a saponification degree of 99.5 mol% (EVOH concentration 29 mass%) was obtained from the bottom of the tower.
得られたEVOHメタノール溶液に、さらにメタノールと水との混合蒸気を吹き込み、メタノールと水との混合蒸気を留出させて、EVOHのメタノール-水混合溶媒(メタノール/水=65/35、質量比)の溶液(EVOH濃度:40質量%)を得た。この溶液を、2mm径の孔を有するダイスより5℃のメタノール水溶液(メタノール/水=10/90、質量比)からなる凝固浴中に吐出してストランド状に凝固させた。得られたストランドをカッターで切断して2.5~3.5mmの円柱状の含水EVOHペレットを得た。 A mixed vapor of methanol and water was further blown into the obtained EVOH methanol solution, and the mixed vapor of methanol and water was distilled off to obtain a solution of EVOH in a methanol-water mixed solvent (methanol/water = 65/35, mass ratio) (EVOH concentration: 40 mass%). This solution was extruded from a die with a 2 mm diameter hole into a coagulation bath consisting of an aqueous methanol solution (methanol/water = 10/90, mass ratio) at 5°C and coagulated into strands. The obtained strands were cut with a cutter to obtain cylindrical hydrous EVOH pellets of 2.5 to 3.5 mm.
得られた含水EVOHペレットの温度(T1)が25℃となるよう、25℃のメタノール水溶液(メタノール/水=30/70、質量比)に接触させて調温した。温度(T1)が25℃となったEVOHペレットについて、上記(1)に記載の測定方法に従って、含水率(W1)を測定したところ、57.1質量%であった。上記調温工程の結果を表1に示す。 The obtained hydrous EVOH pellets were brought into contact with an aqueous methanol solution (methanol/water=30/70, mass ratio) at 25° C. to adjust the temperature (T 1 ) of the pellets to 25° C. The water content (W 1 ) of the EVOH pellets whose temperature (T 1 ) reached 25° C. was measured according to the measurement method described in (1) above, and was found to be 57.1 mass %. The results of the temperature adjustment step are shown in Table 1.
塔径0.5m、高さ8mの塔型洗浄器の塔上部より上記含水EVOHペレット(温度(T1)25℃、含水率(W1)57.1質量%)を、メタノール水溶液(メタノール/水=30/70、質量比)とともに、150kg/時で導入し、塔下部より80℃の水(洗浄水)を200L/時で導入した。塔上部から洗浄水を溢れさせて導出し、同時に塔底部から含水EVOHペレットと少量のメタノールを含む洗浄水を導出しながら連続的に含水EVOHペレットの向流洗浄を行った。24時間の連続運転中、ペレットは滞留・還流することなく、常に塔下部に向かって沈降した。塔中段から塔底部までの内部の温度(T2)は80℃であり、洗浄水の温度と同じであった。塔底部から導出された直後の含水EVOHペレットについて、上記(1)に記載の測定方法に従って、含水率(W2)を測定した。上記洗浄工程の結果を表1に示す。 The above-mentioned hydrous EVOH pellets (temperature (T 1 ) 25° C., water content (W 1 ) 57.1% by mass) were introduced into the top of a tower-type washer having a tower diameter of 0.5 m and a height of 8 m at a rate of 150 kg/hr together with an aqueous methanol solution (methanol/water=30/70, mass ratio), and water (washing water) at 80° C. was introduced into the bottom of the tower at a rate of 200 L/hr. The washing water was allowed to overflow and discharged from the top of the tower, and at the same time, washing water containing the hydrous EVOH pellets and a small amount of methanol was discharged from the bottom of the tower, while continuously performing countercurrent washing of the hydrous EVOH pellets. During the continuous operation for 24 hours, the pellets did not stagnate or reflux, and always settled toward the bottom of the tower. The internal temperature (T 2 ) from the middle to the bottom of the tower was 80° C., which was the same as the temperature of the washing water. The hydrous EVOH pellets immediately after being discharged from the bottom of the tower were measured for water content (W 2 ) according to the measurement method described in (1) above. The results of the above cleaning steps are shown in Table 1.
前記塔底部から導出された含水EVOHペレットを塔型反応器(高さ7m、直径1m)の頂部より、150kg/時の速度で導入しながら、該反応器の下部より0.05質量%の酢酸、0.025質量%の酢酸ナトリウム、0.017質量%の酢酸マグネシウムおよび、0.019質量%のリン酸二水素カリウムを含有する80℃の水溶液を200L/時の速度で導入して、水溶液を該反応器の上部より導出すると同時に該反応器底部より、処理された含水EVOHペレットを連続的に導出した。導出された含水EVOHペレットについて、上記(2)に記載の評価方法に従い、膠着評価を行った。上記化学処理工程の結果を表1に示す。 The hydrous EVOH pellets discharged from the bottom of the tower were introduced into a tower reactor (height 7 m, diameter 1 m) from the top at a rate of 150 kg/hour, while an aqueous solution at 80°C containing 0.05% by mass of acetic acid, 0.025% by mass of sodium acetate, 0.017% by mass of magnesium acetate, and 0.019% by mass of potassium dihydrogen phosphate was introduced into the bottom of the reactor at a rate of 200 L/hour. The aqueous solution was discharged from the top of the reactor, and at the same time, the treated hydrous EVOH pellets were continuously discharged from the bottom of the reactor. The discharged hydrous EVOH pellets were evaluated for sticking according to the evaluation method described in (2) above. The results of the chemical treatment process are shown in Table 1.
化学処理後の含水EVOHペレットを、熱風乾燥機を用いて、80℃で3時間乾燥した後、107℃で24時間乾燥し、乾燥EVOHペレットを得た。得られた乾燥EVOHペレットについて、上記(1)に記載の測定方法に従い含水率(W3)の測定を行った。結果を表1に示す。 The hydrous EVOH pellets after the chemical treatment were dried using a hot air dryer at 80° C. for 3 hours and then at 107° C. for 24 hours to obtain dried EVOH pellets. The moisture content (W 3 ) of the obtained dried EVOH pellets was measured according to the measurement method described in (1) above. The results are shown in Table 1.
[実施例2]
カッターで切断して得られた5℃の含水EVOHペレットを、25℃に調温することなく、そのまま塔型洗浄器に導入して洗浄した以外は、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。
[Example 2]
Dry EVOH pellets were obtained in the same manner as in Example 1, except that the hydrous EVOH pellets at 5° C. obtained by cutting with a cutter were introduced directly into a tower-type washer for washing without adjusting the temperature to 25° C. The experimental method and the results are shown in Table 1.
[比較例4]
洗浄工程において、塔型洗浄器に導入される洗浄水の温度を40℃にし、化学処理工程において、塔型反応器に導入される水溶液の温度を40℃にした以外は、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。
[ Comparative Example 4 ]
Dry EVOH pellets were obtained in the same manner as in Example 1, except that in the washing step, the temperature of the washing water introduced into the tower-type washer was set to 40° C., and in the chemical treatment step, the temperature of the aqueous solution introduced into the tower-type reactor was set to 40° C. The experimental method and the results are shown in Table 1.
[実施例4]
洗浄工程において、塔型洗浄器に導入される洗浄水の温度を25℃にした以外は、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。
[Example 4]
Dry EVOH pellets were obtained in the same manner as in Example 1, except that in the washing step, the temperature of the washing water introduced into the tower-type washing device was set to 25° C. The experimental method and the results are shown in Table 1.
[実施例5~7]
エチレン-酢酸ビニル共重合体およびそれをけん化して得られるEVOHのエチレン単位含有量を、それぞれ24モル%(実施例5)、27モル%(実施例6)、44モル%(実施例7)とした以外は、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。
[Examples 5 to 7]
Dry EVOH pellets were obtained in the same manner as in Example 1, except that the ethylene unit contents of the ethylene-vinyl acetate copolymer and the EVOH obtained by saponifying the ethylene-vinyl acetate copolymer were 24 mol % (Example 5), 27 mol % (Example 6), and 44 mol % (Example 7), respectively. The experimental methods and results are shown in Table 1.
[比較例5]
実施例1と同様にして得られたEVOHメタノール溶液を、塔径0.3m、段数10段の棚段塔の最上段から52kg/時で連続的に供給し、最下段から水蒸気を86kg/時で吹き込んでEVOH溶液と水蒸気を向流で接触させた。塔内の温度は130℃、塔内の圧力は0.3MPaであった。塔頂よりメタノール蒸気と水蒸気を留去し、これらは凝縮器で凝縮して、メタノール水溶液として回収した。塔底からは含水EVOH組成物を抜き出した。得られた含水EVOH組成物(EVOH濃度60質量%、含水率40質量%、メタノール含有量0.1質量%未満)を、液の排出口を有する口径50mm、長さ660mm(L/D=13.2)のニーダへ41kg/時で供給した。この時のスクリューの回転数は100rpmとした。続いて、この含水EVOH組成物を孔径3mm、6個の孔を有するダイスから押出し、ダイスからの距離が0.05mmのところで、4枚の刃を有し5℃の冷却水が供給されるホットカッターで切断した。切断された含水EVOHペレットを5℃の冷却水で冷却して固化された含水ペレットを得た。カッター刃の回転数は1200rpmであった。
[ Comparative Example 5 ]
The EVOH methanol solution obtained in the same manner as in Example 1 was continuously fed at 52 kg/hr from the top of a plate tower having a diameter of 0.3 m and 10 plates, and steam was blown in at 86 kg/hr from the bottom to allow the EVOH solution and steam to come into contact with each other in a countercurrent manner. The temperature in the tower was 130° C., and the pressure in the tower was 0.3 MPa. Methanol steam and steam were distilled off from the top of the tower, and were condensed in a condenser to be recovered as an aqueous methanol solution. A water-containing EVOH composition was extracted from the bottom of the tower. The obtained water-containing EVOH composition (EVOH concentration 60% by mass, water content 40% by mass, methanol content less than 0.1% by mass) was fed at 41 kg/hr to a kneader having a diameter of 50 mm and a length of 660 mm (L/D=13.2) and having a liquid outlet. The screw rotation speed at this time was 100 rpm. Subsequently, this water-containing EVOH composition was extruded through a die having six holes with a hole diameter of 3 mm, and cut at a distance of 0.05 mm from the die by a hot cutter having four blades and supplied with cooling water at 5° C. The cut water-containing EVOH pellets were cooled with cooling water at 5° C. to obtain solidified water-containing pellets. The rotation speed of the cutter blade was 1200 rpm.
得られた含水EVOHペレットに対し、実施例1と同様にして、調温工程、洗浄工程、化学処理工程および乾燥工程を施して、乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。 The obtained hydrous EVOH pellets were subjected to the temperature adjustment process, washing process, chemical treatment process, and drying process in the same manner as in Example 1 to obtain dry EVOH pellets. The experimental method and results are summarized in Table 1.
[比較例1]
洗浄工程において、塔型洗浄器に導入される洗浄水の温度を30℃にし、化学処理工程において、塔型反応器に導入される水溶液の温度を30℃にした以外は、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。
[Comparative Example 1]
Dry EVOH pellets were obtained in the same manner as in Example 1, except that in the washing step, the temperature of the washing water introduced into the tower-type washer was set to 30° C., and in the chemical treatment step, the temperature of the aqueous solution introduced into the tower-type reactor was set to 30° C. The experimental method and the results are shown in Table 1.
[比較例2]
カッターで切断して得られた5℃の含水EVOHペレットを、25℃に調温することなく、そのまま塔型洗浄器に導入して洗浄し、洗浄工程において、塔型洗浄器に導入される洗浄水の温度を90℃にし、化学処理工程において、塔型反応器に導入される水溶液の温度を90℃にした以外は、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。
[Comparative Example 2]
The hydrous EVOH pellets at 5° C. obtained by cutting with a cutter were introduced directly into a tower washer for washing without adjusting the temperature to 25° C., and dried EVOH pellets were obtained in the same manner as in Example 1 except that in the washing step, the temperature of the washing water introduced into the tower washer was set to 90° C., and in the chemical treatment step, the temperature of the aqueous solution introduced into the tower reactor was set to 90° C. The experimental method and results are shown in Table 1.
[比較例3]
カッターで切断して得られた5℃の含水EVOHペレットを、25℃に調温することなく、そのまま塔型洗浄器に導入して洗浄し、洗浄工程において、塔型洗浄器に導入される洗浄水の温度を20℃にし、化学処理工程において、塔型反応器に導入される水溶液の温度を20℃にした以外は、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを得た。実験方法とその結果をまとめて表1に示す。
[Comparative Example 3]
The hydrous EVOH pellets at 5° C. obtained by cutting with a cutter were introduced directly into a tower washer for washing without adjusting the temperature to 25° C., and dried EVOH pellets were obtained in the same manner as in Example 1 except that in the washing step, the temperature of the washing water introduced into the tower washer was set to 20° C., and in the chemical treatment step, the temperature of the aqueous solution introduced into the tower reactor was set to 20° C. The experimental method and results are shown in Table 1.
Claims (7)
前記中間ペレットを乾燥して、含水率(W3)が0.5質量%以下の乾燥ペレットを得る乾燥工程を有し、
前記含水ペレットが、エチレン-ビニルアルコール共重合体の水/アルコール溶液を、アルコール水溶液中に押出してストランド状に析出させてから切断して得られたものであり、
前記エチレン-ビニルアルコール共重合体の水/アルコール溶液が、エチレン-ビニルアルコール共重合体100質量部に対して沸点が100℃以下のアルコールを50質量部以上1000質量部以下含有し、かつ
以下の式(1d)および式(2)を満足する、エチレン-ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法。
T2-T1≧40 (1d)
W2/W1≦0.98 (2) a dehydration step of immersing ethylene-vinyl alcohol copolymer hydrous pellets having a moisture content (W 1 ) of 30 to 80% by mass and a temperature (T 1 ) of 0 to 50° C. (excluding cases where the temperature exceeds 45° C.) in water or an aqueous solution having a temperature (T 2 ) of 30 to 85° C. (excluding cases where the temperature is less than 40° C.) to obtain intermediate pellets having a moisture content (W 2 ) of 20 to 70% by mass;
a drying step of drying the intermediate pellets to obtain dried pellets having a moisture content ( W3 ) of 0.5% by mass or less;
the hydrous pellets are obtained by extruding a water/alcohol solution of an ethylene-vinyl alcohol copolymer into an aqueous alcohol solution to precipitate the copolymer in the form of strands, and then cutting the strands;
the water/alcohol solution of the ethylene-vinyl alcohol copolymer contains 50 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less of alcohol having a boiling point of 100° C. or less per 100 parts by mass of the ethylene-vinyl alcohol copolymer, and satisfies the following formulas (1d) and (2):
T 2 −T 1 ≧40 (1d)
W 2 /W 1 ≦0.98 (2)
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