KR100415708B1

KR100415708B1 - 폴리트리메틸렌테레프탈레이트사의제조방법

Info

Publication number: KR100415708B1
Application number: KR1019960070223A
Authority: KR
Inventors: 박호진; 함진수; 손성균; 윤인선
Original assignee: 주식회사 휴비스
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 2004-08-09
Also published as: KR19980051331A

Abstract

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)사의 제조방법에 관한 것으로서, 1,3-프로판디올의 함량이 주쇄중 전체 디올의 85몰%이상이며 고유점도가 0.55~0.75인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지를 사용하여 4,000 m/min 이하의 방사속도 및 20℃ 이하의 냉각풍 온도에서 방사하는 것을 특징으로 하며, 이러한 방법을 적용하면 낮은 고유점도의 폴리트리메틸렌테레프탈레이트로부터 사를 안정적으로 제조할 수 있게 된다.

Description

폴리트리메틸렌테레프탈레이트 사의 제조방법

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 사의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 저분자량 PTT를 이용하여 사를 안정적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 폴리에스테르중에 PTT 수지가 상업화가 되기 시작하고 있는데, 이 수지는 기존의 폴리에스테르에 비해 신축성, 이염성이 우수하여 여러 용도의 섬유분야로 전개가 모색되고 있다. 특히 가연사로 제조할 경우 PTT의 우수한 특성을 더욱 살릴수 있어 기대할 만하다.

PTT 가연사의 제조에서, 고유점도 0.8이상의 분자량이 큰 PTT수지를 사용할 경우 방사된 POY 원사의 강도 및 내열성이 좋아 사질이 우수한 가연사를 얻을 수 있게 되나, 이와 같이 고유점도가 높은 PTT 수지는 중합반응시간이 오래 걸려 원가가 상승된다. 이보다 낮은 고유점도의 PTT 수지를 이용할 경우에는 수지의 분자량이 작아 방사 등의 공정이 매우 불안정해지고 모우 등이 많이 발생하여 결과적으로 공정 및 품질이 불량하게 되어 가연사를 상업적으로 생산하는데 큰 어려움이 뒤따른다.

따라서 본 발명자들은 고유점도가 낮은 PTT 수지를 이용하여 양호한 공정성으로 사를 제조하는 것에 대하여 연구하였으며, 그 결과 분자량이 낮은 PTT 수지를 4,000 m/min 이하의 속도로 방사할 때 냉각풍의 온도를 20℃ 이하로 설정하여 방사하면 방사공정성 및 연신 등의 후공정성이 양호하며 또한 모우 발생이 적게 된다는 사실을 발견하였다.

그러므로 본 발명에 의하면, 1,3-프로판디올의 함량이 주쇄중 전체디올의 85몰% 이상이며 고유점도가 0.55∼0.75인 PTT를 4,000 m/min 이하의 방사속도, 냉각풍 온도 20℃ 이하의 조건에서 방사하는 것을 포함하는 PTT사의 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명기로 한다.

본 제조방법에 의하면, 1,3-프로판디올의 함량이 주쇄중 전체디올의 85몰%이상이고 고유점도가 0.55∼0.75인 PTT수지를 원료로 사용한다. 0.55 미만시에는 분자량이 너무 작아 방사공정성 및 후공정성이 좋지 않게 되며 0.75 초과시엔 분자량이 증가하여 공정성이나 물성이 양호하나 중합반응 시간이 오래 걸려 생산 비용이 증가하므로 본 발명의 취지에 맞지 않는다.

고유점도가 0.55∼0.75인 PTT 수지는 높은 방사속도로 방사하게 되면 사조에 높은 장력이 발생하므로 쉽게 사절이 일어나고, 낮은 방사속도로 방사하게 되면 원사강도 및 내열성이 저하되어 특히 가연 등의 후공정성이 저하한다.

본 발명에 의하면 상기한 바와 같이 낮은 고유점도의 PTT 수지를 최대 4,000 m/min의 방사속도로 방사하는 것이 가능하게 된다. 이를 위해서 고려되어야 하는 것은 방사 직후의 냉각풍 온도를 20℃ 이하로 조절해 주어야 한다. 이러한 냉각풍 온도조건에서는 가연사 제조를 목적으로 하는 경우에는 방속을 2,000~4,000 m/min으로 하는 것이 좋다. 가연사 제조를 목적으로 하는 경우에 방속이 이보다 낮으면 원사강도 및 내열성이 저하되어 좋지 못한 결과가 얻어지며, 반대로 4000 m/min 초과시엔 사조에 과도한 장력이 발생하므로 사절이 일어나기 쉽다. 그러나, 연신사를 목적으로 하는 경우에는 방속을 2,000 m/min 이하로 할 수도 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 물론 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해서 예시되는 것일 뿐 제한하기 위한 것은 아니다. 하기 실시예 및 비교예에서 제시되는 물성은 다음과 같은 방법으로 측정된 것이다.

◎ 권축율 : 가연사 시료를 워프리일(warp reel)로 권취한 후 한 쪽 끝을 스케일(scale) 판에 걸고 초하중(2/1,000g), 중하중(1/10g)을 걸고, 1분 경과후 길이(L ₀)를 잰다. 중하중을 제거하고 시료를 끓는 물중에서 20분간 처리한 후 꺼내어 초하중을 제거하고 실온에서 24시간 건조한다. 그 후 이 시료에 초하중, 중하중을 다시 걸고 1분 경과후 길이(L ₁)를 읽는다. 그 후 즉시 중하중을 제거하여 1분후 길이(L ₂)를 읽는다. 상기와 같이 측정한 길이들로부터 하기 수학식 1에 의거 권축률을 구한다.

[수학식 1]

◎ 고유점도(IV) : 120℃ 오르토-클로로페놀에 1% 농도로 용해후 30℃ 항온조에서 우벨로드형 점도계를 사용하여 측정.

◎ 강신도, 영율(Young's modulus) : 20℃ 65%의 항온항습조건에서 인스트론을 사용하여 시료길이 200mm, 크로스헤드속도(Cross head speed) 400m/min의 조건으로 5회 측정후 평균값을 구한다.

◎ 모우 : 1kg 권을 권취한 후 외관 모우 수를 측정하여 3개 이하는 양호한 수준으로, 5개 이상은 불량한 수준으로 평가하였다.

<실시예 1>

고유점도가 0.57인 PTT 수지를 사용하여 진공 건조기에서 130℃에서 6시간 건조한 후 통상의 방사기에서 방사하여 POY사를 얻었다. 이때, 방사온도는 265℃, 방사속도는 3,000 m/min, 냉각풍 온도는 18℃이었으며, 방사기의 노즐은 지름 0.3mm 및 36홀의 노즐을 사용하였다. 얻어진 원사(POY사)를 디스크 타입의 가연기를 사용하여 사속 400m/min, 가연 온도 150℃에서 가연하여 PTT 가연사를 제조하였다. 본 실시예의 원사물성 및 공정성을 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.

<실시예 2 및 비교예 1∼8>

PTT수지의 고유점도, 방속, 냉각풍 온도 및 가연시 연신비를 하기 표 1에 제시되는 바와 같이 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하였다.

[표 1]

<실시예 3>

고유점도가 0.57인 PTT 수지를 사용하여 진공 건조기에서 150℃에서 6시간 건조한 후 통상의 방사기를 사용하여 방사하여 미연신사를 얻었다. 방사조건은 방사온도 260℃, 방사속도 1,200 m/min, 노즐지름 0.3 mm 및 36홀의 노즐, 냉각풍 온도는 18℃이었다. 이렇게 제조한 미연신사를 통상의 연신기를 이용하여 속도 400 m/min, 연신온도(핫롤러 온도) 65℃, 열처리온도(핫플레이트 온도) 160℃, 연신비3.0으로 연신하였다.

본 실시예의 원사물성 및 공정성을 표 2에 정리하여 나타내었다.

<실시예 4 및 비교예 9∼15>

PTT 수지의 고유점도, 방사속도 및 냉각풍온도를 하기 표 2에 제시되는 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 절차를 반복하였다.

[표 2]

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 고유점도가 0.55∼0.75인 PTT 수지를 2,000∼4000m/min의 방사속도 및 냉각풍 온도 20℃ 이하에서 방사하는 실시예 1및 2는 본 발명의 범위에서 벗어나는 비교예들 보다 방사, 가연공정 및 모우 수준이 양호한 원사를 제조할 수 있었다.

상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 고유점도가 0.55∼0.75인 PTT수지를 2,000m/min 이하의 방사속도 및 냉각풍 온도 20℃ 이하에서 방사하는 실시예 3 및 4의 경우에는 본 발명에서 벗어나는 비교예들 보다 연신시 사절이나 모우 수준이 양호한 연신사를 제조할 수 있었다.

Claims

1,3-프로판디올의 함량이 주쇄중 전체 디올의 85몰%이상이며, 고유점도가 0.55∼0.75인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지를 사용하여 방사속도 4,000m/min 이하, 냉각풍 온도 20℃ 이하의 조건에서 방사하는 것을 포함하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 사의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 방사속도 2,000∼4,000m/min, 냉각풍 온도 20℃ 이하의 조건에서 방사한 후 가연하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 사의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 방사속도 2,000 m/min 이하, 냉각풍 온도 20℃ 이하의 조건에서 방사한 후 연신하는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트사의 제조방법.