KR20020070703A - 탈기용 폴리프로필렌 중공사 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈기용 폴리프로필렌 중공사와 그 제조 방법에 관한 것으로써, 중공사의 내열성을 향상시키기 위하여 폴리프로필렌에 소량의 감마퀴나크리돈이나 폴리카르본산의 칼슘, 아연염, 바륨염, 퀴니자린 술폰산의 알루미늄염등의 기핵제를 투입하여 170~230℃사이의 온도에서 4단계의 온도 구배로 된 방사기에서 용융한 뒤 방사기의 노즐을 통해 방사되며 중공을 형성하는 공정, 방사된 중공사를 100~130℃의 온도에서 20분 이상 동안 결정화하는 공정, 상기 결정화 공정을 거친 중공사를 15~20℃의 차가운 공기로 급랭하는 공정과 이를 110~150℃의 온도로 어닐링하는 공정, 그리고 미세공 크기 조절을 위한 연신 공정, 미세공의 형태 유지를 위한 열처리 공정으로 이어지며 상기의 공정중 어닐링한 중공사의 탈기 대상에 따라 적절한 미세공 크기를 가지도록 연신 공정 및 열처리 공정을 2~3회 반복하도록 한 뒤 권취하는 공정에 의해 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사 및 상기의 제조 공정에 관한 것이며, 또한 상기의 제조 공정중 원료 투입단계에서 기핵제를 투입하지 않고 순수한 폴리프로필렌 고분자를 사용하여 상기의 제조 과정을 거쳐 제조한 탈기용 폴리프로필렌 중공사 및 그 제조 공정에 관한 것이다.

상기의 방법을 이용하여 제조된 탈기용 중공사는 종래의 탈기용 중공사에 비해 분자 결정에 있어서 베타 폼 결정이 증대되어 중공사의 내열성 및 탈기 효율을 향상시키는데 효과적이며 이에 따라 탈기 장치의 유지 관리 비용을 절감할 수 있게 한다.

Description

탈기용 폴리프로필렌 중공사 및 그 제조 방법{polypropylene hollow fiber membrane for gas separation and method producing the same}

본 발명은 급수 계통의 부식, 화학 제품의 열화 현상, 식품의 효소 산화반응, 초순수 반도체 세정시 실리콘옥사미드층을 유발하는 원인 중 하나인 용존 기체 성분인 산소, 이산화탄소등의 제거, 이른바 탈기를 목적으로 하여 반도체 세정수용, 발전소 혹은 보일러의 배관 부식 방지용, 각종 화학 약품의 열화 방지용, 인공 심폐기등에 사용되는 중공사를 이용한 탈기 장치에 있어서 내열성과 탈기 효율이 향상된 폴리프로필렌 중공사와 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌과 기핵제(β-nucleating)를 혼합하여 용융 방사하는 공정 및 이를 결정화하는 공정을 주요한 특징으로 하여 제조되어 내열성과 탈기 효율이 향상된 폴리프로필렌 중공사와 그 제조 방법에 관한 것이다.

또한 기핵제를 투입하지 않은 순수한 폴리프로필렌 원료를 방사하더라도 상기와 같은 결정화 공정을 거침으로써 결정도를 소량 증대시켜 내열성과 탈기 효율이 향상되어지는 폴리프로필렌 중공사 제조 방법에 관한 것이다.

상기의 탈기 목적으로 오래 전부터 보편적으로 사용되는 방법으로는 가스 분압차를 이용하는 물리적 방법과 환원제를 사용하는 화학적 방법이 있으며 근래 들어서는 본 발명과 같은 고분자 중공사를 이용한 탈기 방법이 사용되어지고 있다.

그러나 상기의 물리적 방법의 탈기법은 설비가 복잡하고 대형화되므로 설치비 및 유지 관리비용이 많이 드는 문제가 있었고, 화학적 방법을 이용하는 것은 계속적인 환원제 투입이 요구되므로 탈기 장치의 보존에 계속적인 노력이 필요했을 뿐 아니라 환원제의 유해성 때문에 제한된 범위에서만 사용되어 왔다.

상기에 언급된 바와 같이 근래에 들어서는 중공사를 이용한 방법이 장비의 소형화와 고효율의 탈기 성능 및 안전성등의 장점을 고루 갖추고 있어 자주 사용되고 있으며 사용 범위 또한 확장되는 추세이다.

중공사를 이용하여 용존 산소를 제거하는 방법에 있어서 용존 산소 제거 원리는 하기의 도 1에 나타낸 바와 같이 중공사 외부에 흐르는 액체 내의 산소나 이산화탄소와 같은 용존 기체 성분을 중공사 표면의 미세공을 통하여 흡수시켜 중공사 내부에 반대 방향으로 흐르는 진공 혹은 질소가스를 통해 밖으로 배출시키는 원리이다.

상기의 중공사 탈기 방법에 사용되는 종래의 탈기용 중공사들은 그 제조 방법에 따라 열유도 상분리법을 이용한 중공사와 용융 방사법을 이용한 중공사로 분류될 수 있다.

그러나 기존의 열유도 상분리법을 이용한 중공사의 경우 다공성이 우수하고 미세공의 크기가 큰 장점을 가지고는 있지만 희석제를 추출 과정에서 이물질이나 유해한 물질이 남아 있을 수 있어 고순수를 요하는 탈기 목적에는 적합치 않을 뿐더러 그 제조 방법에 있어서도 희석제를 용해시키기 위해 사용되는 용제로 인해 공해문제를 유발시키고, 중공사에 도포된 용제의 별도의 건조 공정이 필요해져 복잡하며, 완성된 중공사의 성능 유지를 위해서는 일정한 습도 조건에서 보관해야 하는등 여러가지 단점과 불편함으로 인해 탈기 목적의 중공사로 적합하지 않았다.

이에 탈기 목적의 중공사를 제조함에 있어서는 방사시의 응력과 연신등의 물리적 방법을 이용하여 미세공을 형성시키는 용융 방사법이 주로 사용되며 이러한 용융 방사법을 이용한 종래의 중공사로 특히 대표적인 것으로는 폴리프로필렌을 사용한 미국 셀가드(celgard)사의 리퀴셀(liquicel)과 폴리-4-메틸-1-펜텐을 사용한 대일본잉크화학(dai-nippon ink & chem)사의 세파렐(separel)등이 있다.

상기에 예로 든 미국 셀가드사의 리퀴셀의 경우 일반적인 용융 방사식 중공사 제조공정인 용융, 방사 공정, 냉각 공정, 어닐링 공정, 연신 공정, 열처리 공정을 거쳐 제조하였으며 폴리올레핀계 수지 중 비교적 우수한 내열성을 가진 폴리프로필렌 원료를 사용하여 어느 정도의 내열성을 가지므로 여러 방면에 두루 사용되고 있다. 그러나 순수한 폴리프로필렌을 용융하여 곧바로 냉각할 시엔 결정 구조가 알파 폼(α-form)으로 구성되어 사용 온도가 60℃이상이 되면 결정과 비결정 구조에 알파 폼 전이가 일어나 중공사 표면의 미세공에 치명적인 영향을 미치게 되어 중공사의 탈기 효율을 급격히 저하시키므로 보일러와 같은 고온에서의 탈기를 요하는 데에는 적합치 않았다.

상기의 용융 방사법의 또 다른 예로 든 대일본잉크화학사의 세파렐의 경우 폴리-4- 메틸-1-펜텐(poly-4 -methyl-1-pentene)을 주원료로 사용하여 상기의 일반적인 용융 방사식 공정을 거친 후 최종적으로 발연질산 처리하여 중공사 외부 표면의 미세공 구조와 내부 표면의 미세공 구조가 다른 비대칭 구조의 중공사를 제조함으로써 탈기 성능의 향상을 유도하였으나 원료의 특성상 처리할 수 있는 물의 온도가 40℃이상이되면 결정구조에 변화가 일어나 오히려 미국 셀가드사의 리퀴셀보다 내열성 측면에서 떨어지게 되어 산업상 적용이 어려운 단점을 가지고 있었다.

일반적으로 고분자를 용융한 뒤 결정화시키면 알파 폼, 베타 폼(β-form), 감마 폼(γ-form), 델타 폼(δ-form)등의 다양한 결정 구조와 혼재된 상태의 스메틱(smeatic)상으로 이루어지고 이러한 결정 구조에 있어서 한가지 폼이 주종을 이룬 형태로 되며 주종을 이루는 폼의 전이 온도이상으로 고분자에 열을 가하게 되면 좁은 범위에서는 결정 구조 내의 폼들이 상호 변환되기도 하지만 넓은 범위에서는주종을 이루는 분자 구조의 폼으로 비결정 영역의 결정화 경향이 두드러지게 나타나게 된다.

상기의 폼 중 알파 폼보다는 베타 폼이 높은 전이 온도를 가진 것으로 알려져 있으며 순수한 폴리프로필렌을 상온에서 결정화시키면 알파 폼이 주종을 이루게 되는 것으로 알려져 있다. 따라서 상기의 순수한 폴리프로필렌 중공사의 경우는 알파 폼 전이온도에서 비결정 구조의 알파 폼 결정화가 일어나 비결정 영역으로 된 미세공이 메워져 중공사의 밀도가 증가되어 탈기 성능이 저하된다.

하기의 표 1은 상기에 용융 방사법의 예로 든 미국의 리퀴셀과 일본의 세파렐의 특성치를 정리한 것이다.

	미국 (리퀴셀)	일본 (세파렐)
소 재	폴리프로필렌	폴리-4-메틸-1-펜텐(TPX)
구 조	대칭형	비대칭형
제 법	용융방사 후 연신	용융방사후 연신,발연질산처리
최대운전가능온도	70℃	40℃

본 발명은 종래의 탈기용 중공사에 있어서 상기한 단점을 보완하여 내열성을 향상시키고 이에 더 나아가 종래의 중공사보다 높은 탈기 효율을 가진 중공사와 그 제조 방법을 제공하고자 하며, 더욱 상세하게는 원료 자체에 비교적 우수한 내열성을 가지고 있으며 제조가 용이한 폴리프로필렌을 사용하여 탈기용 중공사를 제조함에 있어 용융 공정시에 폴리프로필렌 고분자에 소량의 베타 폼 형성 핵제(이하 기핵제 (β-nucleating agent))를 투입하여 방사한 후 결정화 공정을 거침으로써 분자 결정 구조가 알파 폼보다 높은 전이 온도를 가진 베타 폼 결정 구조로 이루어지도록하여 내열성과 탈기 성능이 더욱 향상된 중공사의 제조 방법 및 그 중공사에 관한 것이다.

또한 기핵제의 투입이 용이하게 실시치 못하는 경우, 순수한 폴리프로필렌을 사용하게 되더라도 일정 온도와 일정 시간 조건을 갖춘 본 발명의 결정화 공정을 거치도록 하면 종래의 것보다 베타 폼 결정화도를 높일 수 있게 되어 다소의 성능 향상을 가져올 수 있게도 할 수 있다.

도 1은 중공사를 이용한 액체내의 용존 산소 제거원리도이고,

도 2는 본 발명의 탈기용 중공사 제조 공정 순서도이고,

도 3은 본 발명의 중공사를 섬유 축방향에 수직으로 절단했을 때의 적층라멜라구조와 이를 확대하여 나타낸 미세공형성 구조도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 방사기2 : 결정화(crystallization) 장치

3 : 냉각 장치4 : 어닐링(annealing) 장치

5 : 연신 장치 6 : 열처리 장치

7 : 권취 장치

본 발명은 표면에 균일한 미세공을 가지고 열적 안정성을 증가시키며 탈기 효율이 95%이상인 탈기용 폴리프로필렌 중공사와 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌을 주원료 사용하고 여기에 열적 안정성이 높은 결정 구조를 형성하기 위한 소량의 감마퀴나크리돈(gamma-quinacridone)나 폴리카르본산의 칼슘염, 아연염, 바륨염, 퀴니자린 술폰산(quinizarin sulphonic acid)의 알루미늄염등의 기핵제를 투입하고 보다 잘 용융시키기 위하여 170~230℃사이에서 4단계의 온도 구배로 된 방사기에서 용융하여 중공이 되도록 방사기의 노즐을 통해 방사한 뒤 이를 100~130℃의 온도에서 20분 이상의 조건을 갖춘 결정화 장치를 거쳐 15~20℃의 차가운 공기로 급랭하여 110~150℃의 온도로 어닐링하고 이때 미세공의 크기 조절을 위하여 연신 공정과 열처리 공정을 2~3회 반복하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사와 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 탈기용 중공사에 있어서 액체내의 용존 산소 제거 원리를 나타낸 것으로 표면에 미세공이 다수 존재하며 소수성을 가진 중공사의 바깥 면에 액체를 흐르게 하고 이 액체 내의 기체 성분만을 흡수시키기 위하여 하기의 수학식 1의 영-라플라스 방정식(young-laplace equation)에 따라 미세공의 반지름에 반비례한 압력을 바깥 면의 액체에 가해주면 수학식 2의 헨리의 법칙(Henry's law)에 따라 분압에 비례한 만큼의 액체 내에 녹아있던 용존기체 성분이 중공사의 미세공을 통해 흡수되어 바깥 면의 액체와 반대 방향으로 흐르는 진공이나 질소가스를 통해 밖으로 배출되는 원리이다.

도 3은 본 발명의 중공사를 섬유 축방향에 수직으로 절단했을 때의 라멜라구조가 적층되어 있는 것을 나타낸 것으로 이를 확대하여 라멜라 사이에 미세공이 형성 된 모습을 나타낸 미세공 형성 구조도이다. 상기의 절단면은 결정 구조와 비결정 구조가 혼재된 상태인 스메틱상의 분자 구조를 나타내며 장력을 받게 되면 비결정 부분과 결정 사슬이 약한 부분이 개열하여 미세공을 형성하게 된다. 이러한 라멜라 구조들은 미세한 피브릴(fibril)들로 연결되어 있으며 피브릴과 피브릴 사이에 극히 미세한 기공들이 형성되어 탈기 성능을 더욱 향상시킨다.

도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 나타낸 탈기용 중공사 제조 공정 순서도로써 이에 관하여 더욱 구체적으로 상세히 기술하면 다음과 같다.

먼저 원료 투입 단계에서는 폴리프로필렌(98~99.9%)과 베타 폼 결정의 생성을 도모하기 위한 감마퀴나크리돈이나 폴리카르본산의 칼슘염, 아연염, 바륨염, 퀴니자린 술폰산의 알루미늄염등의 기핵제를 고온 고압 혼련기에 균일하게 혼합하여 토출한 후 이를 냉각하여 분쇄한 재료를 방사기(1)에 투입한다.

본 발명을 위해 사용될 수 있는 기핵제로는 상기의 감마퀴나크리돈이나 폴리카르본산의 칼슘염, 아연염, 바륨염, 퀴니자린 술폰산의 알루미늄염 뿐 아니라 더욱 구체적이며 본 발명의 실시 예인 하기 표 2와 화학식 1~6에 나타난 기핵제들을 들 수 있겠으며 이러한 기핵제는 비율이 0.1~2%에 달하는 소량을 투입하도록 한다. 상기와 같은 기핵제의 양에 있어서 0.1% 보다 적으면 베타 폼 결정이 형성되지 않으며 2%이상이면 베타 폼이 형성되긴 하지만 물성이 떨어지므로 0.1~2% 사이에서의 혼합이 가장 바람직하다.

상기의 용융 방사를 위해 사용되는 방사기(1)는 싱글 스크루(single screw)형으로 내부 온도가 170℃와 230℃ 사이에서 4단계의 온도 구배를 가지는데 이때의 4단계의 구배는 고분자 원료가 방사기(1)에 융착되는 것을 방지하기 위하여 상기의 온도 범위에서 방사기(1)의 온도를 서서히 높여 가며 최종적으로는 고온의 방사 온도를 유지하도록 한다.

방사기(1)의 노즐을 통해 중공형으로 방사된 상기의 혼합물은 중공형의 내부에 질소와 같은 불활성 기체로 채워 중공형을 유지한 채로 곧바로 결정화 장치(2)를 거치도록 한다.

상기의 결정화 장치에서의 공정은 기핵제를 투입하는 상기의 공정과 함께 본 발명의 주요한 특징 중 하나로써 방사된 중공사가 αβ전이온도(T_αβ- 약 100℃) βα전이온도(T_βα- 약 130℃) 사이(구체적으로는 110~115℃가 바람직하다.)에서 중공사의 단위 질량에 따라 다르지만 대략 20분 이상의 시간을 유지토록 하면 기핵제가 혼합된 폴리프로필렌의 결정 부분이 알파 폼 보다 베타 폼이 많은 형태로 된다.

본 발명에서 상기의 결정화 공정을 위해 사용한 결정화 장치(2)로는 롤러 이송 장치가 지그재그(zig-zag) 형태로 배열되어 구성된 장치를 사용하였으나 반드시 이러한 방식의 장치를 사용하지 않더라도 상기의 온도조건과 시간조건을 충족하는 장치면 적합하다.

또한 상기의 결정화 공정은 기핵제를 투입하지 않은 순수한 폴리프로필렌을 용융 방사하여 된 중공사에 있어서도 베타 폼 결정화도를 증대시키는 효과가 있으므로 종래의 폴리프로필렌 중공사 제조 공정에 상기의 결정화 공정을 추가함으로써 내열성과 탈기 성능이 더욱 향상된 중공사를 얻을 수 있다.

상기한 본 발명의 결정화 공정을 거친 중공사는 곧바로 냉각 장치(3)로 옮겨져 15~20℃의 차가운 공기로 급랭하여 베타 폼 결정 구조와 비결정 구조가 균일하게 섞인 스메틱상을 형성토록 한 뒤 어닐링 장치(4)로 이송되어 110~150℃(구체적으로는 140~145℃가 바람직하다.)의 온도로 어닐링 처리한다. 어닐링 공정은 차후의 연신을 위해 중공사를 유연하게 하는 것이며 이 공정을 거친 중공사의 분자 구조는 비결정 부분과 결정 부분이 섬유축 방향과 수직하게 적층된 라멜라 구조를 이루게 된다.

어닐링 공정을 거친 중공사는 연신 장치(5)로 이송되어 상온(0℃~80℃)에서 연신하며 이 과정에서 스메틱상의 결정 부분중 약한 부분이나 밀도가 낮은 비결정 부분이 개열하여 슬릿(slit)상의 미세공을 형성하게 된다. 이 때의 연신비가 5%미만이 되면 미세공의 슬릿이 충분치 못하게되고 100%이상이 되면 중공사의 내구성에 지장을 초래할 수 있으므로 연신비는 5%~100%에서 적절히 연신하도록 한다.

이렇게 연신한 중공사는 어닐링을 거친 후이므로 고탄성 회복율을 가지고 있어 연신 장력을 제거하게되면 50%이상 수축하여 미세공이 메워지게 되므로 이를 방지하여 미세공의 형태를 유지할 수 있도록 열처리 장치(6)에서 100~120℃의 온도로 1분 이상 열처리한다.

상기의 공정에 있어서 중공사의 미세공 크기를 조절하고 다공성의 증진을 위하여 연신 공정과 열처리 공정을 2~3회 반복하는 것이 좋으며 이러한 반복 과정에서의 연신비 및 열처리 온도와 시간은 탈기용 중공사의 사용 목적에 따라 적절히 조절한다. 이렇게 완성된 중공사는 최종적으로 권취장치(7)에 의해 권취된다.

하기의 표 2는 본 발명의 실시 예로 적용한 기핵제들로써 본 발명의 중공사 제조 방법을 이용하여 하기의 화학식 1~6의 기핵제의 투입량을 각각 달리하여 투입하였을 때의 물성치의 변화를 나타낸 것이다. 표 2의 비교예 1은 기존 탈기용 중공사막의 물성치를 나타낸 것으로 본 발명과 비교하기 위해 나타낸 것이며 비교예 2는 상기에 언급되었던 기핵제를 투입하지 않은 순수한 폴리프로필렌 원료를 본 발명의 결정화 공정을 거쳐 제조한 중공사의 물성치를 나타낸 것이다.

하기의 표 2에 있어서 미세공의 크기는 포로지미터(porosimeter)로 측정한 평균 미세공크기이며 결정화도는 밀도구배관을 이용하여 밀도법으로 측정하였으며 용융 온도는 시차주화열량계(DSC-differential scanning calorimetry)로 측정한 것으로 이러한 측정법은 널리 공지되어 있는 바 이에 관한 설명은 생략하도록 한다.

다만, 하기의 표 2에 나타낸 최대 운전 가능온도는 중공사 내부를 진공도 20토르(torr)로 하고 수량은 시간당 1톤(1ton/hr)으로 하여 탈기용 중공사의 효율이 95%가 될 때의 수온을 측정한 것이다.

또한 결정화도는 미세공의 전체적인 분포를 나타내기 위한 것으로 통상의 결정화도가 생성된 미세공의 크기와 직결되어 결정화도가 커지면 커질수록 미세공의 크기는 작아지게 되고, 이로 인해 전체적인 중공사의 밀도가 증가함을 이용한 밀도법으로 측정하였다.

탈기용 중공사에 있어서 탈기 효율을 향상시키기 위해서는 그 추출 대상이 기체인 만큼 미세공의 크기가 작을수록 유리하며 이는 상기의 수학식 1의 영-라플라스 방정식에 따라 미세공의 크기가 작을수록 중공사의 외부 압력을 증가시킬 수 있으며 헨리의 법칙에 따라 분압의 증가로 인한 중공사로 흡수될 수 있는 용존 기체의 양 또한 증가시킬 수 있는 이유 때문이기도 하다. 이러한 측면에서 기핵제를투입하여 제조한 본 발명의 중공사는 표 2에 나타난 바와 같이 비교예 1의 종래의 중공사에 비해 결정화도가 높아져 미세공의 크기가 훨씬 작게 되므로 높은 탈기 성능을 가지게 된다. 그러나 하기 표에서도 알 수 있듯이 무조건 투입하는 기핵제의 양을 늘리는 것은 오히려 결정화도를 저하시켜 미세공의 크기를 증가시키는 결과를 초래하므로 적절한 양의 기핵제 투입이 요구된다.

본 발명의 실시 예로 하기 표 2에 나타낸 기핵제들은 퀴나크리도네퀴논(화학식 1), 몰데늄 디졸피드(화학식 2), 소디움 세트레이트(화학식 3), 트리토릴 포스페이트(화학식 4), 디메틸벤질리덴 솔비톨(화학식 5), 바이스 벤질리덴 솔비톨(화학식 6)로 하기의 화학식 1~6에 해당되는 물질이다.

상기의 기핵제는 어느 것이나 유사한 효과를 나타낼 수 있으나, 특히 소디움 세트레이트(화학식 3), 트리토릴 포스페이트(화학식 4), 디메틸벤질리덴 솔비톨(화학식 5)의 기핵제가 결정화도를 증가시켜 평균 미세공의 크기를 줄이는데 효과적이며 내열성을 향상시키는데는 퀴나크리도네퀴논(화학식 1), 디메틸벤질리덴 솔비톨(화학식 5)의 기핵제가 가장 효과적이다.

투입 기핵제의종류	투입량(wt %)	평균 미세공크기 (㎛)	결정화도(%)	용융온도(℃)	사용온도(℃)
퀴나크리도네 퀴논(화학식 1)	0.010.050.10.2	0.0250.0250.030.03	62625958	168169170170	75767676
몰데늄디졸피드(화학식 2)	0.010.050.10.2	0.0240.0250.0270.029	61615957	167168168168	73737474
소디움세트레이트(화학식 3)	0.10.30.50.7	0.0180.0190.0200.03	65656560	166168168168	73747474
트리토릴포스페이트(화학식 4)	0.10.30.50.7	0.0170.0170.0230.045	66656256	169169170170	73737373
디메틸벤질리덴솔비톨(화학식 5)	0.10.30.50.7	0.0220.0310.0480.049	60585555	171173174174	77787879
바이스벤질리덴솔비톨(화학식 6)	0.10.30.50.7	0.0150.0150.0180.028	686766.459	165166166166	72727272
비교예 1	0	0.03	54	165	70
비교예 2	0	0.045	56.4	165	70

상기에 기술한 본 발명의 중공사에 있어서, 폴리프로필렌 고분자에 소량의 기핵제를 투입하여 본 발명의 베타 폼 결정화 공정을 거치게 함으로써 중공사의 내열성과 탈기 효율을 한꺼번에 향상시킬 수 있어 고온에서의 탈기 목적에 적합하게 되며 이를 탈기 장치에 장착할 경우 탈기 장치의 유지 관리비용을 절감하는데 효과적이다.

또한 기핵제의 투입이 용이하지 못하여 순수한 폴리프로필렌 원료를 사용하게 되더라도 본 발명의 결정화 공정을 거침으로써 중공사의 결정구조에 있어서 베타 폼 결정화도를 증대시킬 수 있으므로 내열성과 탈기 효율 측면에서 종래 보다 나은 중공사를 얻을 수 있다.

Claims (14)

1. 탈기용 폴리프로필렌 중공사 제조 방법에 있어서,

   폴리프로필렌과 소량의 베타 폼 형성 기핵제가 혼합된 고분자 원료를 투입하는 공정;

   170~230℃사이의 온도가 4단계의 온도 구배로 된 방사기(1)에서 용융하여 방사기의 노즐을 통해 중공을 형성하는 공정;

   방사된 중공사를 100~130℃의 온도에서 20분 이상 동안 결정화하는 공정;

   상기 결정화 공정을 거친 중공사를 15~20℃의 차가운 공기로 급랭하는 공정;

   이를 110~150℃의 온도로 어닐링하는 공정;

   통상의 연신 공정과 열처리 공정을 2~3회 반복한 뒤 권취하는 공정을 거쳐 탈기용 폴리프로필렌 중공사를 제조하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 원료 투입 공정에서 기핵제를 투입하지 않는 것을 특징으로하는 탈기용 폴리프로필렌 중공사 제조 방법.
3. 탈기용 폴리프로필렌 중공사에 있어서,

   폴리프로필렌과 소량의 베타 폼 형성 기핵제가 혼합된 고분자 원료를 투입하 여;

   170~230℃사이의 온도가 4단계의 온도 구배로 된 방사기(1)에서 용융하여방사기의 노즐을 통해 중공을 형성하고;

   방사된 중공사를 100~130℃의 온도에서 20분 이상 동안 결정화한 후;

   상기 결정화된 중공사를 15~20℃의 차가운 공기로 급랭하여;

   이를 110~150℃의 온도로 어닐링하고;

   통상의 연신 공정과 열처리 공정을 2~3회 반복한 뒤 권취되어 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
4. 제 3항에 있어서, 기핵제를 감마퀴나크리돈 칼슘염으로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
5. 제 3항에 있어서, 기핵제를 감마퀴나크리돈 칼슘염중 퀴나크리도네 퀴논으로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
6. 제 3항에 있어서, 기핵제를 폴리카르본산의 칼슘염으로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
7. 제 3항에 있어서, 기핵제를 아연염으로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
8. 제 3항에 있어서, 기핵제를 바륨염으로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌중공사.
9. 제 3항에 있어서, 기핵제를 퀴나자린 술폰산의 알루미늄염으로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
10. 제 3항에 있어서, 기핵제를 몰리브데늄 디졸피드로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
11. 제 3항에 있어서, 기핵제를 소디움 쎄트레이트로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
12. 제 3항에 있어서, 기핵제를 트리토릴 포스페이트로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
13. 제 3항에 있어서, 기핵제를 1,3,2,4-디스-5(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.
14. 제 3항에 있어서, 기핵제를 벤질리덴 솔비톨로 하여 제조되는 탈기용 폴리프로필렌 중공사.