KR0160479B1 - 폴리에스터의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

폴리에스터의 제조 방법

본 발명은 폴리에스터의 제조방법에 관한 것으로, 특히 폴리에스터를 2,500m/분 이상의 권취속도로 용융 방사하는 경우에 방사 및 연신 단계에서의 사절 발생을 극소화시켜 고속 방사에 적합하도록 한 폴리에스터의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스터는 우수한 물리적, 화학적 성질을 가지고 있기 때문에 여러 가지 용도, 특히 섬유로 널리 사용되고 있다. 폴리에스터 섬유는 통상적으로 용융방사, 연신, 열세팅하는 방법으로 제조되고 있다. 근년에 들어서는 제사 기술이 진보됨에 따라 용융방사시의 권취속도는 종래의 1000~1500m/분에서 2000m/분 이상으로 대폭 증가시키는 것이 가능하게 되었다. 특히 권취속도를 2500~4000m/분으로 하여 얻어진 부분배향 미연신사는 그대로 연신, 가연 공정에 제공되고 있으며, 이 용도는 계속 크게 증가하여 제사 기술의 주류를 이루고 있다.

한편, 권취속도를 4000m/분 이상으로 하는 초고속방사도 시험되고 있는데, 이러한 초고속 방사에서는 방사시의 사절이 다발하게 되고 최종 제품사의 가도가 현저하게 저하된다고 하는 결점이 있다. 이와 같은 결점을 해소하기 위해서, 방사조건(예를 들면, 방사온도, 냉각풍량, 냉각풍 온도 등)의 적정화 및 방사통과 방사 노즐의 구조개량들을 시험하고 있지만, 이러한 방법으로는 한계가 있고 대폭적인 개선은 기대할 수 없다.

본 발명자들이 상기와 같은 문제점의 원인에 대하여 검토를 반복한 결과, 폴리에스터가 폴리에틸렌이나 폴리아미드 등에 비하여 결정화되기 어려운 성질을 가지고 있기는 하지만, 용융방사시의 권취속도가 2000m/분 이상으로 되면 방사장력에 의하여 분자배향이 일어나고, 이것과 함께 결정화가 일어나게 되므로, 방출사의배향이 충분하지 않음에도 불구하고 결정화가 크게 진행되어 앞서 말한 문제점이 발생하게 되는데, 이와 같은 경향은 권취속도가 4000m/분 이상으로 되면 더욱 현저하게 된다는 것을 알아냈다.

이와 같은 사실로부터 고속방사시에 있어, 고배향이고, 저결정화로 되는 폴리에스터에 관하여 그결정화 및 분자배향의 거동면에서 계속 검토하고, 분자 배향시의 결정화를 억제시킬수 있는 각종 첨가제에 관하여 조사한 결과, 폴리에스터의 제조중에 비스페놀-A 또는 S를 첨가하는 것에 의해 현저한 효과가 있음을 알아냈고 다음과 같은 본 발명에 도달한 것이다. 즉 본 발명은 주된 반복구조 단위가 에틸렌테레프탈레이트인 폴이에스터를 제조함에 있어서, 그 중합 반응이 완결도기 이전의 임으의 단계에서 비스페놀-A 또는 비스페놀-S 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체를 폴리에스터를구성하는 산 성분에 대하여 0.2~2.0몰%첨가, 반응시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 사용하는 비스페놀-A, 비스페놀-S 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체의 첨가시기는 특별히 한정되는 것은 아니지만,에스텔와 혹은 에스테르 교환 반응이 실질적으로 개시되는 시점으로부터 중축함 반응이 시작되기 전까지의 단계에서 첨가하는 것이 공정상 편리하다. 그리고, 이들의 첨가량에 있어서, 첨가량이 너무 적으면 본 발명에서 말하는 분자 배향시의 결정화 억제 효과가 얻어지지 않고, 반대로 너무 많게 되면 얻어지는 폴리에스터의 연화점이 낮아지고 색상이 악화되기 때문에 폴리에스터의 제조시 사용되는 디카르복실산에 대하여 0.2~2.0몰%의 범위로 하는 것이 바람직하다.

그리고 이러한 폴리에스터의 제조방법으로는 통산 테레프탈산을 에틸렌글리콜로 에스테르화 시키거나, 티메틸테레프탈레이트를 에틸렌클리콜로 에스테르 교환시키거나, 혹은 테레프탈산과 에틸렌옥사이드를 반응시켜서 테레프탈상의 글리콜에스테르 및/또는 그 저중합체를 얻고, 이것을 감압하에서 교반 및 가열하여 중축합 반응시키는 방법을 사용하면 된다.

본 발명에서 말하는 폴리에스터로는 테레프탈산 성분과 에틸렌글리콜 성분을 사용하는 폴리에틸렌테레이트를 주된 대상으로 하지만, 폴리에스터의 물성 개량을 위하여 디카르복실산 성분 또는 글리콜 성분이 일부(통산 15몰%이하)를 다른 성분으로 치환시킨 폴리에스터라도 좋다. 그리고, 각종 첨가제, 예를 들면 산화티탄과 같은 소염제, 이염제, 난연제, 제전제, 친수제, 착색제, 안정제 등을 소량 하유하고 있는 폴리에스터이어도 좋다.

본 발명에 의하면, 방사속도가 3000m/분 이상인 고속방사시의 방사 및 연신 공정중에 다발하는 사절이 현저하게 감소도어 공정이 안정화되고, 생상성이 크게 향상된다.

이하 실시예를 틀어 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 부는 중량부를 나타낸다.

[실시예 1~3, 비교예 1~2]

표 1과같이 비스페놀-A 단우를 함유하는 폴리에스터(극한점도 0.61~0.63)를 방사온도 285℃, 토출량 44.5g/분으로 방사노즐을 통하여 방출하고, 15℃의 공기를 0.5m/분의 풍속으로 불어주어 냉각시킨 후 집속 및 유제부여를 한 다음 4000m/분의 속도로 권취하여 미연신사를 얻고, 이것은 연신비 1.332로 연신하였다. 이때의 사절 발생률을 표 1에 나타냈다.

*) 사절율 계산은 1,000시간을 기준으로 하여 총 도핑수(333번)에 대한 사절발생 도핑수의 백분율임

*)연신 사절율은 3,000추 연신시 사절발생추의 백분율임

*)비교예 2의 경우 폴리에스터의 색상이 악화되고(b치 증가) 융점의 저하가 커서 곤란함

[실시예 4~5, 비교예 3]

비스페놀-A 대신에 비스페놀-S를 함유하는 폴리에스터(극한점도 0.56~0.60)를 사용한 것 외에는 실시예1과 모두 같은 조건으로 방사 및 연신을 하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.

[실시예 6~7, 비교예 4]

표 3와 같이 비스페놀-A 단위를 함유하는 폴리에스터(극한점도 0.62~0.64)를 방사온도 285℃, 토출량 42.5g/분으로 방사노즐을 통하여 방출하고, 15℃의 공기를 0.5m/분의 풍속으로 불어주어 냉각시킨 후 집속 및 유제부여를 한 다음 6500m/분의 속도로 권취하였다. 이때의 사절 발생률을 표 3에 나타냈다.

Claims (1)

1. 주된 반복구조 단위가 에틸렌테레프탈레이트인 포리에스터를 제조함에 있어서, 에스테르화 또는 에스테르교환반응이 실질적으로 개시되는 시점으로부터 중축합반응이 시작되기 직전까지의 단계중 한 시점에서 비스페놀-A 또는 비스페놀-S 또는 이들 에스테르 형성성 유도체를 폴리에스터를 구성하는 산성분에 대하여 0.2몰 내지 2.0몰% 첨가, 반응시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스터의 제조방법.