ポリエステルチップ: 種類、固有粘度、および選択ガイド

すべての繊維はここから始まります

毎年 6,000 万トンを超えるポリエステルが大量生産され、ほぼすべてのストランド、すべてのボトル、すべてのフィルムが同じように始まります。ポリエステル チップと呼ばれる小さな半透明のペレットです。これらの顆粒はポリエステルの世界の構成要素であり、糸が深く染まるか、ボトルが圧力を保持できるか、またはフィルムが破れることなく伸びるかどうかを決定する化学的特徴を持っています。

ポリエステルチップ 本質的には、ポリエチレン テレフタレート (PET) の溶融急冷フレークまたはペレットです。その固有粘度 (IV)、カルボキシル末端基、ジエチレングリコール含有量、および結晶化度はすべてチップに遡ります。チップを間違えると、下流の処理で非常にコストのかかる問題が発生します。

ポリエステルチップとは何ですか?

ポリエステルチップは、精製テレフタル酸 (PTA) とモノエチレングリコール (MEG) を重合させることによって生成される固体の半結晶ペレットです。連続またはバッチの溶融相反応により、非晶質ポリマーが生成され、これが押し出され、冷却され、通常サイズ 2 ～ 4 mm の均一な顆粒に切断されます。これらのチップは乾燥され、溶融紡糸、射出延伸ブロー成形、フィルム押出などの下流プロセスに供給されます。

ポリマーの分子量は極限粘度 (IV、dL/g で測定) として表されます。 IV が高いほどポリマー鎖が長くなり、ボトル樹脂の溶融強度、靭性が向上し、多くの場合透明度が向上します。繊維グレードのチップは 0.62 ～ 0.68 の IV で動作しますが、ウォーターボトルのプリフォームでは 0.80 に近い値が必要です。チップは単なる原料ではありません。それは仕様です。

ポリエステルチップの種類

すべてのポリエステルチップが互換性があるわけではありません。それらの形態、触媒システム、添加剤、および IV は、特定の結果に合わせて調整されています。ファミリは、通常、リサイクル、特殊の 3 つのグループに大別され、それぞれの下に数十の路床があります。

通常のポリエステルチップ

通常または標準のチップが市場の大部分を占めています。これらは、アンチモンベースの触媒を使用して未使用の PTA と MEG から生成され、光沢によって分割できます。

• ブライト(BR)チップ 艶消し剤を含まず、CDヤーンやボトル樹脂に適した高光沢仕上げを実現します。
• セミダル（SD）チップ ほとんどの繊維フィラメントおよび短繊維の主力である TiO₂ が 0.3 ～ 0.5% 含まれています。
• フルダル（FD）チップ 1.5 ～ 2.5% の TiO₂ を含み、アパレルやホームテキスタイルにマットな質感をもたらします。

通常のチップのサブセットはテキスタイルボトルグレードリサイクル (TBR) チップであり、消費者使用後の再生粉とバージン材料を混合します。標準範囲の詳細については、以下をご覧ください。 通常のポリエステルチップ .

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再生ポリエステルチップ

リサイクルポリエステルチップは、使用済みのペットボトルや産業廃棄物を粉砕、洗浄し、再押し出すことによって作られます。機械的なリサイクルプロセスでは必然的に IV が低下します。未使用のボトルのチップは 0.80 ですが、リサイクルされたフレークは 0.72 ～ 0.76 に低下することがよくあります。固相重合 (SSP) は IV を再構築できますが、カルボキシル末端基と黄色の管理は日々の闘いです。それでも、適切に処理されたリサイクルチップは、未使用の材料と比較して二酸化炭素排出量を最大 50% 削減します。持続可能な原料に関する詳細が記載されています リサイクルポリエステルチップ .

卸売リサイクルチップメーカー、サプライヤー、工場

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カチオン染色可能 (CD) チップ

これらのチップには、塩基性 (カチオン) 染料の染料サイトを開くスルホネート コモノマー (通常はスルホイソフタル酸ナトリウム) が組み込まれています。その結果、キャリアを使用せずに大気中で沸騰した深くて鮮やかな色合いが得られ、ポリエステルと綿の混合物やファッション性の高いアクティブウェアに不可欠です。イオン性コモノマーは紡糸中の熱劣化を促進する可能性があるため、CD チップではジエチレングリコールと IV をより厳密に制御する必要があります。

特殊ポリエステルチップ

特殊グレードは標準レシピを超えたものになります。高 IV チップ (0.90 ～ 1.20) は工業用糸やタイヤコードに使用されます。低 IV​​ チップ (0.48 ～ 0.55) は、マスターバッチおよびコーティング アプリケーションに供給されます。他のニッチな例としては、難燃性チップ (リンベース)、食品接触用のアンチモンフリー チップ、マット チップ、不織布接着用の低融点チップなどがあります。独自の添加剤パッケージは、各グレードが独自のサイロ内に存在することを意味します。幅広い範囲で利用可能です 特殊ポリエステルチップ .

卸売特殊チップメーカー、サプライヤー、工場

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ポリエステルチップの製造方法

このプロセスは、約 1:1.15 のモル比で混合された PTA と MEG のスラリーが連続エステル化反応器に入ることから始まります。 260 ～ 280°C の温度で水分が蒸発し、テレフタル酸ビス(2-ヒドロキシエチル) (BHET) とそのオリゴマーが形成されます。次に、溶融物は重縮合トレインに送られ、そこで真空と高い表面積によってエチレングリコールが取り除かれ、反応が目標の IV に達します。

ボトルグレードおよび高 IV アプリケーションの場合、アモルファスチップは固相重合 (SSP) を受けます。真空下で一定の回転を続けると、チップは融点直下まで加熱され、溶融することなく鎖が延長されます。 SSP は、アセトアルデヒドとオリゴマーのレベルを食品と接触する仕様まで削減しながら、固有粘度を 0.15 ～ 0.25 dL/g 上昇させることができます。

パフォーマンスを決定する重要な特性

ポリエステル チップの選択は、多変数の最適化です。の 極限粘度 溶融粘度と最終強度を制御します。低すぎると、フィラメントがゴデットで破損します。高すぎると、押出機の圧力が急上昇します。の 融点 (通常 245 ～ 265°C) はコポリマー含有量によって変化します。 CD チップはより低い温度で溶けますが、ボトルチップは 253 ～ 256 °C を目指しています。 カルボキシル末端基 (CEG) 30 meq/kg を超えると、高温多湿の環境での加水分解が促進されます。 ジエチレングリコール (DEG) 天然の副産物である含有量は、染料の取り込みと熱安定性に影響します。標準制限は 0.7 ～ 1.5% です。 色 L* および b* 値として測定され、熱履歴を反映します。明るいチップについては、2.0 未満の b* が期待されます。

チップをプロセスに適合させる

間違ったチップを選択すると、ライン全体がつまずいてしまいます。 3,000 m/分を超える高速 POY 紡糸の場合、チップは厳密な IV 分布 (±0.01 dL/g) と極めて低い微粒子を備えている必要があります。0.5 mm 未満ではフィルターがすぐに目詰まりします。経編用の FDY では、サイズ コーティングでのフィラメントの破損を避けるために、一貫した TiO2 分散が必要です。ボトルプリフォーム射出成形には、乾燥機を通しての IV 安定性と 1 ppm 未満のアセトアルデヒドレベルが必要です。共押出フィルム層には、劣化することなく均一に溶融する低 IV チップが必要となることがよくあります。

新しいロットでパイロット トライアルを実行します。 170°C で 4 時間乾燥させた後の IV 低下を確認します。ギャップが 0.03 dL/g より大きい場合は、熱安定性が不十分であることを示します。必ず 24 時間後にメルト フィルター パックからカラー サンプルを取り出します。b* の変化により、分析証明書よりもチップについて詳しく知ることができます。

リサイクルと今後の展開

循環性への取り組みにより、チップの仕様が書き換えられています。メカニカルリサイクルではチップが得られますが、ケミカルリサイクル（解糖、メタノリシス、酵素的加水分解）は、PETを解重合してモノマーに戻すことを目的としています。理論的には、IV ドロップなしでバージンと同等のチップを入手できます。今のところ、機械的にリサイクルされたチップにはまだ負荷がかかっており、それをバージン材料と 20 ～ 50% ブレンドすることが、リサイクル含有量の目標を達成しながら機械的特性を維持するための実用的なスイートスポットです。

消費者が使用した後の流れが浄化され、選別技術が向上するにつれて、バージンチップとリサイクルチップの品質の差は縮まるでしょう。 100% リサイクルされたコンテンツを要求するブランドは、すでにスペックシートの統一を強制しており、勝つチップは、一貫した品質と透明な管理過程を結びつけたチップとなるでしょう。