KR100204611B1 - 열가소성 폴리에스테르의 고상중합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르의 고상중합방법에 관한 것이다.

종래에는 용융중합한 칩을 열매칩(N₂)를 이용하여 고상중합 하였으므로 칩의 내,외부간에 온도차이가 발생하여 중합도가 불균일 하였으며, 고상중합시간도 10∼20시간정도 소요 되었었다.

본 발명은 폴리에스테르 칩을 고상중합 할 때 수천 MHZ의 고주파를 투사하여 칩 내부에서 발열이 일어나도록 함으로서 고상중합이 되도록 하는 방법이다.

본 발명은 칩 내부의 발열로 고상중합시키기 때문에 칩 내,외부간의 중합도가 균일하며 고상중합시간도 1시간 이내이다.

Description

열가소성 폴리에스테르의 고상중합방법

본 발명은 고 중합도의 열가소성 폴리에스테르를 고상중합법으로 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩(Chip)내, 외부간에 중합도가 균일하며 고상중합시간을 단축시킬 수 있는 열가소성 폴리에스테르의 고상중합방법에 관한 것이다.

일반적으로 중합도가 높은 폴리에스테르를 제조하는 경우에 반응온도가 낮아서 열분해 등의 부반응이 적고 카르복실말단기수가 작은 폴리에스테르를 제조할 수 있다는 장점 때문에 고상중합법이 널리 이용되고 있다.

현재 일반적으로 이용되고 있는 고상중합방법은 다음과 같다.

통상의 용융중합법으로 중합하여 폴리에스테르를 제조하고, 이것을 수중에 토출하고, 냉각, 절단하여 칩으로 만든 다음 이 칩을 건조, 결정화 시킨 후 열매칩를 이용하여 고상중합을 하게 된다.

이 때 통상 결정화시키고 고상중합하는데 소요되는 시간은 10시간∼20시간의 장시간이 소요되며, 열이 칩의 외부로부터 내부로 전달되면서 고상중합이 이루어지기 때문에 칩 외부와 내부의 중합도 차이가 발생하여 섬유제품의 물성이 불균일 해지는 원인이 된다.

본 발명은 열매칩(N₂)를 이용하는 종래의 고상중합방법과는 다르게 수천 MHZ 이상의 고주파를 폴리에스테르 칩에 투사하여 칩 내부에서 발열이 일어나도록 하고, 이와 같이 고온의 발열에 의하여 고상중합이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용하는 고주파의 주파수는 고상중합하고자 하는 폴리머의 종류에 따라서 적절하에 선택하여야 한다.

예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이드와 같은 폴리머는 210∼230℃에서 고상중합이 일어나므로 이와 같은 고상중합의 온도조건을 맞추기 위해서는 2400MHZ 이상의 고주파가 사용되어야 한다.

또, 고상중합시에 칩 표면이 용융해서 서로 접착(sticking)하는 일이 없도록 발진주파수를 조절해서 폴리머의 온도가 용융온도 이하로 유지될 수 있도록 하여야 한다.

상술한 바와 같은 고주파 투사법에 의한 고상중합방법은 고주파에 의하여 칩 내부에서 고열이 발생하면서 고상중합이 이루어지기 때문에 열매칩를 이용하여 칩의 외부로부터 열전달을 받아서 고상중합되는 종래의 방법과 비교하였을 때 칩 내, 외부간의 중합도 차이가 적으며 중합도가 균일한 칩을 얻을 수 있으며 고상중합시간도 30분 이내로 단축시킬 수 있다.

[실시예]

디메틸테레프탈레이트 97부, 에틸렌글레콜 69부, 초산칼슘 1 수염 0.034부 및 삼산화안티몬 0.025부를 오토크레이브에 넣고, 질소 기류하 180∼230℃에서 생성되는 메탄올을 제거하며 에스테르 교환반응을 시킨 다음, 인산 50% 수용액을 0.05부 가하고 반응계내를 서서히 승온 및 감압하여 40분 후 275℃. 0.05mmHg 되도록 한 후 100분간 중합하여 I, V, 0.6인 중합칩를 얻은 다음 반응계의 질소를 사용하여 가압하고 중합칩를 수중에 토출하여 2×1.5×1(mm)의 칩으로 성형하였다.

이와 같이 제조된 칩을 2450 MHZ의 고주파로에 넣고, 10분, 20분, 30분 간격으로 고상중합을 실시하였으며 이 때 고주파로는 질소가스로 충전하였다.

각 시간별로 칩의 내부, 외부간의 분자량을 측정하여 표 1에 표시하였다.

(측정방법)

고상중합된 칩 표층부로부터 0.2mm 두께로 절단한 것을 칩의 외부성분으로 하고 나머지 부분을 내부성분으로 하여 GPC(갤침투 크래마토그래픽)을 사용하여 수평균 분자량(Mn)과, 중량 평균분자량(Mw)을 측정하였다.

[비교예]

실시예와 동일하게 칩을 제조한 후 170℃에서 3시간동안 결정화 시킨 후 예열 홉퍼에서 220℃로 예열처리하고 고상중합을 210℃에서 3시간, 6시간, 9시간 단위로 실시한 후 실시예와 마찬가지 방법으로 분자량을 측정하여 표 2에 표시하였다.

Claims (3)

1. 열가소성 폴리에스테르 칩을 고상중합함에 있어서 2400 MHZ 이상의 고주파를 투사하여 고상중합 시킴을 특징으로 하는 열가소성 폴리에스테르 고상중합방법.
2. 제1항에 있어서, 발진주파수는 폴리에스테르 칩의 온도가 용융온도 이하가 되도록 조절함을 특징으로 하는 열가소성 폴리에스테르 고상중합방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 발진주파수가 2450 MHZ인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리에스테르의 고상중합방법.