KR101844364B1 - 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체 - Google Patents

이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체 Download PDF

Info

Publication number
KR101844364B1
KR101844364B1 KR1020160102378A KR20160102378A KR101844364B1 KR 101844364 B1 KR101844364 B1 KR 101844364B1 KR 1020160102378 A KR1020160102378 A KR 1020160102378A KR 20160102378 A KR20160102378 A KR 20160102378A KR 101844364 B1 KR101844364 B1 KR 101844364B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foam
polyester resin
present
melt viscosity
less
Prior art date
Application number
KR1020160102378A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180017876A (ko
Inventor
이승준
이광희
허미
김우진
Original Assignee
주식회사 휴비스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 휴비스 filed Critical 주식회사 휴비스
Priority to KR1020160102378A priority Critical patent/KR101844364B1/ko
Publication of KR20180017876A publication Critical patent/KR20180017876A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101844364B1 publication Critical patent/KR101844364B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/181—Acids containing aromatic rings
    • C08G63/183—Terephthalic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/688—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0004—Use of compounding ingredients, the chemical constitution of which is unknown, broadly defined, or irrelevant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08L67/03—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl- and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings
    • C08G2101/0041—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/03—Extrusion of the foamable blend

Abstract

본 발명은 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지를 함유하는 발포 조성물은 증점제 및 기핵제의 첨가량을 최소화하면서도 용융점도를 높이고, 상기 발포 조성물을 이용한 발포체 제조 시에는 발포배율을 높여 발포 공정성을 월등히 향상시키며, 증점제 및 기핵제의 첨가량을 줄임으로써 발포체 제조공정 시에 제조원가 절감 효과를 나타냄과 동시에 사용한 폴리에스테르 발포체의 재활용이 유리한 효과가 있다.

Description

이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체{Ionic Copolyester Foaming Compositions And Foam Article Including The Same}
본 발명은 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체에 관한 것이다.
폴리에스테르는 친환경 소재로서, 기계적 특성이 우수하고 내열성 및 내화학성 등이 뛰어나 경량 및 높은 물리적 특성이 요구되는 각종 분야에서 활용이 가능하다. 폴리에스테르 수지(polyester resin)는 기계적 특성 및 화학적 특성이 우수하여 다용도로의 응용, 예를 들면 종래부터 음용수 용기 및 의료용, 식품 포장지, 식품 용기, 시트(sheet), 필름(film), 자동차 성형품 등의 분야에 응용이 이루어지고 있다.
대표적인 폴리에스테르 수지로 디카르복실산 성분으로 테레프탈 산(terephthalic acid)과 글리콜 성분으로 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)을 사용하여 중합한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 수지를 그 예로 들 수 있는데, 뛰어난 물리적 및 화학적 특성과 치수 안정성 등으로 광범위하게 사용되고 있다.
그러나 일반적인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지는 용융점도(melting viscosity, MV)가 낮아 발포체 제조 시에 발포 배율이 낮다는 문제점이 있다.
이에 따라 상기 용융점도를 향상시키기 위한 방법으로 종래에는 피로멜리트산 이무수물(PMDA) 등의 증점제를 첨가하거나, 발포 배율을 향상시키기 위해 탈크(talc) 등의 기핵제를 첨가하고 있지만, 이러한 증점제 및 기핵제는 발포체 제조공정 시에 제조원가 상승의 우려가 있다. 또한, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 용융물에 상기 증점제 및 기핵제 등의 첨가제를 다량 첨가할 경우 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 재활용 하는데 용이하지 않다는 한계가 있다.
따라서, 증점제 및 기핵제의 첨가량을 최소화 하면서도 수지의 용융점도 및 발포배율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 폴리에스테르 수지를 함유하는 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체의 개발이 필요한 실정이다.
미국 공개특허 제4,129,675호.
본 발명의 목적은, 증점제 및 기핵제의 첨가량을 최소화 하면서도 수지의 용융점도 및 발포배율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 폴리에스테르 수지를 함유하는 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은,
하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유하는 발포 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112016078121516-pat00001
[화학식 2]
Figure 112016078121516-pat00002
상기 화학식 1 및 2에서,
X는 알칼리금속 이온이고,
m 및 n은 공중합 폴리에스테르 수지에 함유된 반복단위의 몰 분율을 나타내며,
m+n=1이고, n은 0.1 이하이다.
또한, 본 발명은 상기 공중합 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 발포체를 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 폴리에스테르 발포체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지를 함유하는 발포 조성물 은 증점제 및 기핵제의 첨가량을 최소화 하면서도 용융점도를 높이고 상기 발포 조성물을 이용한 발포체 제조 시에는 발포배율을 높여 발포 공정성을 월등히 향상시킨다. 나아가, 상기 증점제 및 기핵제의 첨가량을 줄임으로써 발포체 제조공정 시에 제조원가 절감 효과를 나타냄과 동시에 사용한 폴리에스테르 수지의 재활용이 유리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지의 핵자기 공명 분광 분석한 결과를 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
본 발명은 발포 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발포 조성물은, 하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유한다.
[화학식 1]
Figure 112016078121516-pat00003
[화학식 2]
Figure 112016078121516-pat00004
상기 화학식 1 및 2에서,
X는 알칼리금속 이온이고,
m 및 n은 공중합 폴리에스테르 수지에 함유된 반복단위의 몰 분율을 나타내며,
m+n=1이고, n은 0.1 이하이다.
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 상기 화학식 1로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)의 반복단위를 나타내고, 화학식 2로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지의 용융점도를 높이는 역할을 수행한다. 상기 화학식 2에서 X는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs) 중 어느 하나 이상의 알칼리금속을 포함하는 이온일 수 있으며, 예를 들어 X는 나트륨(Na) 이온일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2로 나타내는 반복단위는 종래 결정성 폴리에스테르 수지의 용융점도를 향상시키기 위하여 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염(dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, DMS) 을 혼합한 경우로 본 발명의 발포 조성물은 상기 화학식 2로 나타내는 반복단위를 일정량 포함함으로써 용융점도를 효과적으로 증가시키게 되며, 이러한 용융점도의 증가는 수지 중합 공정 시에 중합 온도 범위를 효과적으로 넓이게 된다. 또한, 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 이온성 폴리에스테르 수지 또는 이온성 공중합 폴리에스테르 수지일 수 있다.
이때, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 전체 수지의 몰 분율을 1로 하였을 경우, 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)이 0.1 이하일 수 있고, 구체적으로는 0.003 내지 0.1, 0.005 내지 0.08, 0.008 내지 0.05, 0.01 내지 0.045, 0.015 내지 0.042 혹은 0.017 내지 0.04로 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)이 0.982일 경우 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)은 0.018일 수 있고, 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)이 0.963일 경우 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)은 0.037일 수 있다.
또한, 공중합 폴리에스테르 수지에 포함된 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)은 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위의 총 몰 분율이 1인 경우(m+n=1) 0.9 이상일 수 있고, 구체적으로는 0.9 내지 0.997, 0.92 내지 0.995, 0.95 내지 0.992, 0.955 내지 0.99, 0.958 내지 0.985 혹은 0.96 내지 0.983로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발포 조성물은 상기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율이 상기 범위를 만족함으로써 용융점도를 효과적으로 증가시키게 되며, 이러한 용융점도의 증가는 수지 중합 공정 시에 중합 온도 범위를 효과적으로 넓힌다. 또한, 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있다.
또한, 상기 공중합 폴리에스테르 수지의 고유점도(IV)는 0.4 ㎗/g 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 고유점도는 0.45 ㎗/g이상, 0.48 ㎗/g이상, 0.5 내지 0.8 ㎗/g, 0.52 내지 0.75 ㎗/g 혹은 0.55 내지 0.7 ㎗/g일 수 있다. 본 발명에 따른 발포 조성물은 상기 범위의 고유점도를 갖는 공중합 폴리에스테르 수지를 포함함으로써, 수지의 중합 공정 시에 중합 온도 범위를 효과적으로 넓히는 동시에 점도를 용이하게 유지할 수 있어 공정성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 핵자기 공명 분광 측정 시, 7.5 내지 8.5 ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (A)을 100으로 하였을 때, 8.5 내지 9.2 ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (B)이 8.3 이하일 수 있다.
구체적으로 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 핵자기 공명 분광(NMR) 측정 시 화학식 1 및 2로 나타내는 반복단위에 포함된 벤젠 고리의 프로톤을 나타내는 피크가 7.5 ppm 내지 9.2 ppm 범위에서 관찰된다. 구체적으로, 화학식 1에 포함된 벤젠 고리의 프로톤은 7.5 ppm 내지 8.5 ppm 범위에 피크가 존재하고, 화학식 2에 포함된 벤젠 고리의 프로톤은 8.5 ppm 내지 9.2 ppm 범위에 피크가 존재할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 0.1 이하의 몰 분율로 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하므로 와 화학식 1에 포함된 벤젠 고리의 프로톤을 나타내는 7.5 내지 8.5ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (A)을 100으로 하였을 때, 화학식 2에 포함된 벤젠 고리의 프로톤을 나타내는 8.5 내지 9.2 ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (B)는 구체적으로는 8 이하, 6 이하, 5 이하, 4 이하, 2 이하, 1.5 이하, 0.01 내지 10, 1 내지 8, 1 내지 5, 0.01 내지 8.3, 1 내지 2 혹은 1.2 내지 1.3인 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 280 ℃ 및 100 rad/sec 조건에서의 용융점도(melt viscosity, MV)가 3,000 내지 10,000 P일 수 있다. 구체적으로 상기 용융점도는 3,000 내지 8,000 P, 3,500 내지 6,500 P, 4,000 내지 6,000 P, 4,300 내지 5,900 P 혹은 4,500 내지 5,500 P일 수 있다. 여기서 상기 단위 'P'는 poise를 의미한다. 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는, 증점제의 함량을 최소화 하면서 화학식 1 및 화학식 2의 반복단위를 포함하기 때문에 수지의 용융 점도를 상기 범위로 높게 유지할 수 있으며, 이러한 용융점도의 증가는 수지 중합 공정 시에 중합 온도 범위를 효과적으로 넓히게 된다. 또한, 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 발포 조성물은 발포 조성물은 증점제를 더 포함할 수 있다. 상기 증점제는, 발포 조성물의 용융점도를 향상시키기 위한 것으로 그 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)이 사용될 수 있다.
이때, 증점제의 함량은 공중합 폴리에스테르 수지 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 미만일 수 있다. 구체적으로 상기 증점제의 함량은 0.4 중량부 이하, 0.3 중량부 이하, 0.25 중량부 이하 혹은 0.05 내지 0.25 중량부로 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 발포 조성물은 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염을 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써, 증점제를 상기 범위로 적게 첨가하여도 높은 용융점도를 유지할 수 있으며, 이는 제조원가의 절감 효과를 나타내게 된다.
또한, 본 발명에 따른 발포 조성물은 기핵제를 더 포함할 수 있다. 상기 기핵제는 발포체 제조 공정 시에 발포 배율을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로 그 예로는 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼륨, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 유리 비드 등의 무기 화합물을 들 수 있다. 구체적으로 본 발명에서 기핵제는 탈크(talc)가 사용될 수 있다.
이때, 상기 기핵제의 함량은 공중합 폴리에스테르 수지 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 미만일 수 있다. 구체적으로 상기 기핵제의 함량은 0.4 중량부 이하, 0.3 중량부 이하, 0.2 중량부 이하 혹은 0.01 내지 0.2 중량부 혹은 0.05 내지 0.1 중량부로 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 발포 조성물은 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염을 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써, 기핵제를 상기 범위로 적게 첨가하여도 발포 조성물 발포 시에 높은 발포 배율 구현할 수 있으며, 이는 제조원가의 절감 효과를 나타내게 된다.
본 발명은 하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유하는 폴리에스테르 발포체를 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112016078121516-pat00005
[화학식 2]
Figure 112016078121516-pat00006
상기 화학식 1 및 2에서,
X는 알칼리금속 이온이고,
m 및 n은 공중합 폴리에스테르 수지에 함유된 반복단위의 몰 분율을 나타내며,
m+n=1이고, n은 0.1 이하이다.
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 상기 화학식 1로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)의 반복단위를 나타내고, 화학식 2로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지의 용융점도를 높이는 역할을 수행한다. 상기 화학식 2에서 X는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs) 중 어느 하나 이상의 알칼리금속을 포함하는 이온일 수 있으며, 예를 들어 X는 나트륨(Na)을 포함하는 이온일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2로 나타내는 반복단위는 종래 결정성 폴리에스테르 수지의 용융점도를 향상시키기 위하여 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염(dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, DMS)을 혼합한 경우로 본 발명의 발포 조성물은 상기 화학식 2로 나타내는 반복단위를 일정량 포함함으로써 용융점도를 효과적으로 증가시키게 되며, 이러한 용융점도의 증가는 수지 중합 공정 시에 중합 온도 범위를 효과적으로 넓히게 된다. 또한, 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있다.
이때, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 전체 수지의 몰 분율을 1로 하였을 경우, 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)이 0.1 이하일 수 있고, 구체적으로는 0.003 내지 0.1, 0.005 내지 0.08, 0.008 내지 0.05, 0.01 내지 0.045, 0.015 내지 0.042 혹은 0.017 내지 0.04로 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)이 0.982일 경우 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)은 0.018일 수 있고, 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)이 0.963일 경우 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)은 0.037일 수 있다.
또한, 공중합 폴리에스테르 수지에 포함된 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)은 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위의 총 몰 분율이 1인 경우(m+n=1) 0.9 이상일 수 있고, 구체적으로는 0.9 내지 0.997, 0.92 내지 0.995, 0.95 내지 0.992, 0.955 내지 0.99, 0.958 내지 0.985 혹은 0.96 내지 0.983으로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체는 상기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율이 상기 범위를 만족하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써 수지의 용융점도를 효과적으로 증가시키게 되며, 이러한 용융점도의 증가는 수지 중합 공정 시에 중합 온도 범위를 효과적으로 넓히게 된다. 또한, 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있으며, 발포 배율이 월등히 향상된 폴리에스테르 발포체를 제공하게 된다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체의 발포밀도는 23±2 ℃에서 30 내지 300 kg/m3일 수 있다. 구체적으로 상기 발포밀도는 23±2 ℃에서 32 내지 250 kg/m3, 35 내지 200 kg/m3, 35 내지 150 kg/m3 혹은 50 내지 110 kg/m3를 유지할 수 있다. 상기 폴리에스테르 발포체의 발포밀도는 상기 범위를 유지함으로써, 발포배율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체는, 상기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 본 발명에 따른 각각의 몰 분율로 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써 함으로써, 밀도를 비교적 낮게 유지하여 식품용기로 용이하게 적용할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)일 수 있다. 이는, 상기 폴리에스테르 발포체의 DIN ISO490에 따른 측정값이 셀 중 90% 이상이 폐쇄 셀임을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포체 중 폐쇄 셀은 90 내지 100% 또는 95 내지 100%일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체는 상기 범위 내의 폐쇄 셀을 가짐으로써, 우수한 단열특성 및 보온특성을 구현할 수 있다. 이를 통해, 상기 폴리에스테르 발포체는 보온 특성을 요구하는 식품용기로 용이하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포체의 셀 수는 mm당 1 내지 30 셀, 3 내지 25 셀, 또는 3 내지 20 셀을 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체는, 친수화 기능, 방수 기능, 난연 기능 또는 자외선 차단 기능을 가질 수 있으며, 계면활성제, 자외선 차단제, 친수화제, 난연제, 열안정제, 방수제, 셀 크기 확대제, 적외선 감쇠제, 가소제, 방화 화학 약품, 안료, 탄성폴리머, 압출 보조제, 산화방지제, 기핵제, 공전 방지제 및 UV 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 폴리에스테르 발포체는 증점제, 기핵제, 열안정제 및 발포제 등을 포함할 수 있다.
상기 증점제는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)이 사용될 수 있다.
상기 기핵제의 예로는, 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼륨, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 유리 비드 등의 무기 화합물을 들 수 있다. 이러한 기핵제는 폴리에스테르 발포체의 기능성 부여, 가격 절감 등의 역할을 할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 탈크(talc)가 사용될 수 있다.
상기 열안정제는, 인 화합물일 수 있고, 상기 인 화합물로는 인산 및 그 유기 에스테르, 아인산 및 그 유기 에스테르 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 열안정제는 상업적으로 입수 가능한 물질로서, 인산, 알킬 포스페이트 또는 아릴 포스페이트일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서 열안정제는 트리페닐 포스페이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 폴리에스테르 발포체의 열적 안정성을 향상시킬 수 있는 것이라면, 통상적인 범위 내에서 제한 없이 사용 가능하다.
상기 발포제의 예로는, N2, CO2, 프레온, 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 메틸클로라이드 등의 물리적 발포제 또는 아조디카보아마이드(azodicarbonamide)계 화합물, p,p'-옥시비스(벤젠설포닐하이드라지드)[p,p'-oxy bis (benzene sulfonyl hydrazide)]계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민(N,N'-dinitroso pentamethylene tetramine)계 화합물 등의 화학적 발포제가 있으며, 구체적으로 본 발명에서는 CO2가 사용될 수 있다.
본 발명에서 난연제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 브롬 화합물, 인 또는 인 화합물, 안티몬 화합물을 포함할 수 있다. 브롬 화합물은 예를 들어, 테트라브로모 비스페놀 A 및 데카브로모디페닐에테르 등을 포함하고, 인 또는 인 화합물은 방향족 인산에스테르, 방향족 축합 인산에스테르, 할로겐화 인산에스테르 및 적인 등을 포함하고, 안티몬 화합물은 삼산화안티몬 및 오산화안티몬 등을 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 음이온계 계면 활성제(예를 들어, 지방산염, 알킬황산에스테르염, 알킬벤젠설폰산염, 알킬나프탈렌설폰 산염, 알킬설포숙신산염, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염 등), 비이온계 계면 활성제(예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 유도체, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 알킬알칸올아미드 등), 양이온계 및 양성 이온계 계면 활성제(예를 들어, 알킬아민염, 제4급 암모늄염, 알킬베타인, 아민옥사이드 등) 및 수용성 고분자 또는 보호 콜로이드(예를 들어, 젤라틴, 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 알긴산나트륨, 폴리비닐알코올 부분 비누화물 등) 등을 포함할 수 있다.
또한, 방수제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 실리콘 계열, 에폭시 계열, 시아노아크릴산 계열, 폴리비닐아크릴레이트 계열, 에틸렌비닐아세테이트 계열, 아크릴레이트 계열, 폴리클로로프렌 계열, 폴리우레탄 수지와 폴리에스터 수지의 혼합체 계열, 폴리올과 폴리우레텐 수지의 혼합체 계열, 아크릴릭 폴리머와 폴리우레탄 수지의 혼합체 계열, 폴리이미드 계열 및 시아노아크릴레이트와 우레탄의 혼합체 계열 등의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 자외선 차단제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 유기계 또는 무기계 자외선 차단제일 수 있으며, 상기 유기계 자외선 차단제의 예로는 p-아미노벤조산 유도체, 벤질리데닐캠포 유도체, 신남산 유도체, 벤조페논 유도체, 벤조트리아졸 유도체 및 이들의 혼합물을 들 수 있고, 상기 무기계 자외선 차단제의 예로는 이산화티탄, 산화아연, 산화망간, 이산화지르코늄, 이산화세륨 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 폴리에스테르 발포체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체의 제조방법은 하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유하는 발포 조성물 또는 그 경화물을 압출 발포하는 단계를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016078121516-pat00007
[화학식 2]
Figure 112016078121516-pat00008
상기 화학식 1 및 2에서,
X는 알칼리금속 이온이고,
m 및 n은 공중합 폴리에스테르 수지에 함유된 반복단위의 몰 분율을 나타내며,
m+n=1이고, n은 0.1 이하이다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체의 제조방법에서, 상기 폴리에스테르 수지는 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 상기 화학식 1로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)의 반복단위를 나타내고, 화학식 2로 나타내는 반복단위는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지의 용융점도를 높이는 역할을 수행한다. 상기 화학식 2에서 X는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs) 중 어느 하나 이상의 알칼리금속을 포함하는 이온일 수 있으며, 예를 들어 X는 나트륨(Na)을 포함하는 이온일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2로 나타내는 반복단위는 종래 결정성 폴리에스테르 수지의 용융점도를 향상시키기 위하여 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염(dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, DMS)을 혼합한 경우로 본 발명의 발포 조성물은 상기 화학식 2로 나타내는 반복단위를 일정량 포함함으로써 용융점도를 효과적으로 증가시키게 되며, 이러한 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있다.
이때, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 전체 수지의 몰 분율을 1로 하였을 경우, 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)이 0.1 이하일 수 있고, 구체적으로는 0.003 내지 0.1, 0.005 내지 0.08, 0.008 내지 0.05, 0.01 내지 0.045, 0.015 내지 0.042 혹은 0.017 내지 0.04로 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)이 0.982일 경우 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)은 0.018일 수 있고, 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)이 0.963일 경우 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율(n)은 0.037일 수 있다.
또한, 공중합 폴리에스테르 수지에 포함된 화학식 1로 나타내는 반복단위의 몰 분율(m)은 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위의 총 몰 분율이 1인 경우(m+n=1) 0.9 이상일 수 있고, 구체적으로는 0.9 내지 0.997, 0.92 내지 0.995, 0.95 내지 0.992, 0.955 내지 0.99, 0.958 내지 0.985 혹은 0.96 내지 0.983으로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체 제조방법은 상기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위의 몰 분율이 상기 범위를 만족하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써 수지의 용융점도를 효과적으로 증가시키게 되며, 이러한 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있으며, 발포 배율이 월등히 향상된 폴리에스테르 발포체를 제공하게 된다.
본 발명의 폴리에스테르 발포체 제조방법에서, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는, 에틸렌 글리콜 100 몰부에 대해서, 테레프탈산 90 내지 99.7 몰부, 및 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염 0.3 내지 10 몰부를 포함하는 발포 조성물의 중합반응을 수행하여 제조될 수 있다. 구체적으로 에틸렌 글리콜 100 몰부에 대해서, 테레프탈산은 90 내지 99.7 몰부, 92 내지 99.5 몰부, 95 내지 99.2 몰부, 95.5 내지 99 몰부, 95.8 내지 98.5 몰부 혹은 96 내지 98.3 몰부로 포함할 수 있다. 또한, 상기 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염은 0.5 내지 8 몰부, 0.8 내지 5 몰부, 1 내지 4.5 몰부, 1.5 내지 4.2 몰부 혹은 1.7 내지 4 몰부로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체 제조방법은 상기 테레프탈산 및 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염의 몰부가 상기 범위를 만족하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써 수지의 용융점도를 효과적으로 증가시키게 되며, 이러한 용융점도의 증가는 폴리에스테르 수지 발포체 제조 공정 시 발포 배율의 증가를 구현할 수 있으며, 발포 배율이 월등히 향상된 폴리에스테르 발포체를 제공하게 된다.
구체적으로 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지의 제조방법은 방향족 디카르복실산인 테레프탈산(terephthalic acid)과 디올 화합물인 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG)을 중합한 폴리에스테르 중합체를 포함하는 혼합물에 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염을 혼합한 후 당업계에서 통상적으로 적용하는 방식에 따라 혼합물의 에스터 교환반응을 진행함으로써 진행될 수 있다.
하나의 예로서, 상기 압출 발포하는 단계에서 증점제를 더 첨가할 수 있다. 이때, 증점제는, 발포 조성물의 용융점도를 향상시키기 위한 것으로 그 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)이 사용될 수 있다.
이때, 증점제의 함량은 공중합 폴리에스테르 수지 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 미만일 수 있다. 구체적으로 상기 증점제의 함량은 0.4 중량부 이하, 0.3 중량부 이하, 0.25 중량부 이하 혹은 0.05 내지 0.25 중량부로 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 발포 조성물은 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염을 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써, 증점제를 상기 범위로 적게 첨가하여도 높은 용융점도를 유지할 수 있으며, 이는 제조원가의 절감 효과를 나타내게 된다.
다른 하나의 예로서, 상기 압출 발포하는 단계에서 기핵제를 더 첨가할 수 있다. 이때, 기핵제는 발포체 제조 공정 시에 발포 배율을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로 그 예로는 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼륨, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 유리 비드 등의 무기 화합물을 들 수 있다. 구체적으로 본 발명에서 기핵제는 탈크(talc)가 사용될 수 있다.
이때, 상기 기핵제의 함량은 공중합 폴리에스테르 수지 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 미만일 수 있다. 구체적으로 상기 기핵제의 함량은 0.4 중량부 이하, 0.3 중량부 이하, 0.2 중량부 이하 혹은 0.01 내지 0.2 중량부 혹은 0.05 내지 0.1 중량부로 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 발포 조성물은 디메틸 5-설포이소프탈산 금속염을 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유함으로써, 기핵제를 상기 범위로 적게 첨가하여도 발포체 제조 시에 높은 발포 배율 구현할 수 있으며, 이는 제조원가의 절감 효과를 나타내게 된다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포체는, 증점제 및 기핵제의 첨가량을 상기 범위와 같이 현저하게 줄임으로써 제조원가 절감 효과를 구현함과 동시에 사용한 발포체를 재활용하는데 용이하다.
한편, 본 발명에 따른 압출 발포는, 수지를 가열하여 용융시키고, 상기 수지 용융물을 연속적으로 압출 및 발포시킴으로써, 공정 단계를 단순화할 수 있으며, 대량 생산이 가능하며, 비드 발포 시의 비드 사이에서 균열과, 입상 파괴 현상 등을 방지하여 보다 우수한 굴곡강도 및 압축강도를 구현할 수 있다.
본 발명은 상기 폴리에스테르 발포체를 포함하는 식품용기를 제공한다.
본 발명에 따른 식품용기는 비교적 높은 발포배율 및 낮은 밀도를 갖는 발포체를 포함함으로써 향상된 내구성 및 경량화를 구현하는 동시에 우수한 내열성을 구현할 수 있다.
이때, 상기 폴리에스테르 발포체는 압출 발포 성형체일 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3
에스테르 반응조에 테레프탈산 및 에틸렌글리콜을 투입하고, 260 ℃에서 통상적인 중합반응을 수행하여 반응율이 약 96%인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체(PET oligomer)를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)에 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염(dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, DMS)을 하기 표 1에 나타낸 함량 비율로 혼합하고, 에스테르 교환 반응 촉매를 첨가하여 250±2℃에서 에스테르 교환 반응을 수행하였다. 그 후 얻어진 반응 혼합물에 축중합 반응 촉매를 첨가하고 반응조 내 최종 온도 및 압력이 각각 280±2℃ 및 0.1 mmHg이 되도록 조절하면서 축중합 반응을 수행하여 공중합 폴리에스테르 수지를 제조하였으며, 제조된 공중합 폴리에스테르 수지의 1H-NMR을 측정하여 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 상기 공중합 폴리에스테르 수지의 1H-NMR 스펙트럼을 살펴보면, 구체적으로 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 핵자기 공명 분광(NMR) 측정 시 화학식 1 및 2로 나타내는 반복단위에 포함된 벤젠 고리의 프로톤을 나타내는 피크가 7.5 ppm 내지 9.2 ppm 범위에서 관찰된다. 구체적으로, 화학식 1에 포함된 벤젠 고리의 프로톤은 7.5 ppm 내지 8.5 ppm 범위에 피크가 존재하고, 화학식 2에 포함된 벤젠 고리의 프로톤은 8.5 ppm 내지 9.2 ppm 범위에 피크가 존재할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 0.1 이하의 몰 분율로 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하므로 와 화학식 1에 포함된 벤젠 고리의 프로톤을 나타내는 7.5 내지 8.5 ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (A)을 100으로 하였을 때, 화학식 2에 포함된 벤젠 고리의 프로톤을 나타내는 8.5 내지 9.2 ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (B)이 1.283±0.01로 나타난 것을 볼 수 있다.
비교예 1 내지 4
테레프탈산, 에틸렌글리콜 및 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염(dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, DMS)의 몰부를 하기 표 1에 나타낸 함량 비율로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 축중합 반응을 수행하여 폴리에스테르 수지를 제조하였다.
구분 EG [몰부] TPA [몰부] DMS [몰부]
실시예 1 100 98.2 1.8
실시예 2 100 98.2 1.8
실시예 3 100 96.3 3.7
비교예 1 100 100 0
비교예 2 100 99.8 0.2
비교예 3 100 94.5 5.5
비교예 4 100 93.0 7.0
실험예 1: 공중합 폴리에스테르 수지의 물성 측정
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지의 물성을 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 4에서 제조된 공중합 폴리에스테르 수지를 대상으로 하기와 같은 실험을 수행하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 고유점도 (IV) 측정
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 얻은 폴리에스테르 수지를 각각 페놀 및 테트라클로로에탄을 1:1 중량비율로 혼합한 용액에 각각 0.5 중량%의 농도로 용해시킨 후 우베로드 점도계를 이용하여 35℃에서 고유점도(IV)를 측정하였다.
(2) 용융점도(MV) 측정
Rheometric Scientific사의 RDA-III (Parallel Plates Type)을 이용하여 제조된 수지에 대한 용융점도를 측정하였다. 이때, 상기 용융점도는 280℃, Frequency Sweep 조건 하에서 측정하였다. 구체적으로, 초기 진동수(Initial Frequency)와 최종 진동수(Final Frequency)은 각각 1.0 rad./s 및 500.0 rad./s으로 설정하였으며, 진동수가 100 rad./s일 때의 측정값을 용융점도(MV)로 하였다.
구분 IV [dl/g] MV(P)
실시예 1 0.58 4,510
실시예 2 0.58 4,510
실시예 3 0.52 5,390
비교예 1 0.58 1,780
비교예 2 0.58 2,300
비교예 3 0.30 5,300
비교예 4 0.21 5,250
상기 표 2에 나타낸 결과를 통해 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 포함하는 조성물(실시예 1 내지 3에 따른 폴리에스테르 수지)은 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염을 본 발명에 따른 범위로 함유함으로써, 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염을 본 발명의 범위보다 적게 첨가한 비교예 1 내지 4에 비해 용융점도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 이에 따라 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 포함하는 발포 조성물은 용융점도가 효과적으로 향상됨을 알 수 있었다.
실험예 2: 폴리에스테르 발포체의 물성 측정
실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 4에 따른 폴리에스테르 수지를 사용하여 제조된 폴리에스테르 발포체의 물성을 측정하기 위해, 각각의 공중합 폴리에스테르 수지 100 phr에 증점제로서 피로멜리트산 이무수물(PMDA) 및 기핵제로서 탈크(talc)를 하기 표 3에 기재된 바와 같이 투입하고, 열안정제 0.1 phr을 투입하여 280 ℃에서 용융하였고, 액화 투입 펌프를 이용하여 용융수지 내에 발포제로써 CO2를 PET 100 질량부를 기준으로 5 질량부를 투입하고 250 ℃에서 압출 발포하여 폴리에스테르 발포체를 제조하였다. 제조된 각각의 발포체를 대상으로 하기와 같은 방법으로 고유점도, 발포밀도 및 발포 공정성을 측정하였으며, 결과는 하기 표 3에 기재하였다.
(1) 고유점도 (IV) 측정
제조된 폴리에스테르 발포체를 페놀 및 테트라클로로에탄을 1:1 중량비율로 혼합한 용액에 각각 0.5 중량%의 농도로 용해시킨 후 우베로드 점도계를 이용하여 35℃에서 고유점도(IV)를 측정하였다.
(2) 발포 밀도 측정
폴리에스테르 발포체의 발포 밀도는 Alfa Mirage사의 EW-300SG를 이용하여 KS M ISO 845 조건 하에서 측정하였다.
(3) 발포 공정성 평가
발포체의 발포 공정성은 생산된 발포체 중 무작위로 복수의 샘플을 선정하여 밀도를 측정한 후 측정된 밀도의 균일도를 측정하여 평가하였다. 구체적으로, 발포체 생산 시작 30분 이후부터 생산 종료 시까지 무작위로 10개 샘플을 선정하여 Alfa Mirage사의 EW-300SG로 KS M ISO 845 조건 하에서 밀도를 측정하였으며, 측정된 10개 샘플의 밀도 변화가 10 % 이내인 경우 Ο로 표시하고, 10 ~ 20 %인 경우에는Δ로 표시하고, 30% 이상인 경우에는 X로 표시하였다.
구분 PMDA [phr] Talc [phr] IV [dl/g] 밀도[kg/m3] 발포 공정성
실시예 1 0.20 0.1 0.85 45 Ο
실시예 2 0.25 0.1 0.95 30 Ο
실시예 3 0.15 0 0.80 23 Ο
비교예 1 0.35 0.5 1.50 60 Ο
비교예 2 0.20 0.5 1.48 600 X
비교예 3 0.20 0.1 0.52 300 Δ
비교예 4 0.20 0.1 0.40 350 X
상기 표 3에 나타낸 결과를 통해 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 포함하는 발포체(실시예 1 내지 3에 따른 폴리에스테르 수지를 사용하여 제조된 발포체)는 증점제 및 기핵제가 비교예 1 보다 적게 첨가됨에도 불구하고, 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염을 본 발명에 따른 범위로 함유함으로써, 비교예 1에 따른 폴리에스테르 수지를 사용하여 제조된 발포체에 비해 밀도가 현저히 낮아짐을 알 수 있었다. 디메틸 5-설포이소프탈레이트 나트륨염을 본 발명에 따른 범위 이외의 함유된 폴리에스테르 (비교예 2, 비교예 3, 비교예 4)를 사용하여 제조된 발포체의 경우 동일한 PMDA에도 불구하고 밀도가 높아지고 및 발포공정성이 현저히 낮아짐을 알 수 있었다. 또한, 상기 PMDA 및 탈크와 같은 증점제 및 기핵제의 첨가량을 감소시킴으로써 발포체의 재활용에 유리한 효과를 가질 수 있다.

Claims (8)

  1. 23±2℃에서 발포밀도가 30 내지 300kg/m3이고,
    하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 포함하며,
    상기 공중합 폴리에스테르 수지는, 고유점도(IV)가 0.5 내지 0.8dl/g이고, 280℃ 및 100rad/sec 조건에서의 용융점도(melt viscosity, MV)가 4,500 내지 5,500P인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 발포체:
    [화학식 1]
    Figure 112017080497998-pat00009

    [화학식 2]
    Figure 112017080497998-pat00010

    상기 화학식 1 및 2에서,
    X는 알칼리금속 이온이고,
    m 및 n은 공중합 폴리에스테르 수지에 함유된 반복단위의 몰 분율을 나타내며,
    m+n=1이고, n은 0.1 이하이다.
  2. 제1항에 있어서,
    공중합 폴리에스테르 수지는 핵자기 공명 분광 측정 시, 7.5 내지 8.5 ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (A)을 100으로 하였을 때, 8.5 내지 9.2 ppm 범위에 존재하는 모든 피크의 적분값 (B)이 8.3 이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 발포체.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    폴리에스테르 발포체는 증점제를 더 포함하며,
    증점제의 함량은 공중합 폴리에스테르 수지 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 미만인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 발포체.
  5. 제1항에 있어서,
    폴리에스테르 발포체는 기핵제를 더 포함하며,
    기핵제의 함량은 공중합 폴리에스테르 수지 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 미만인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 발포체.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 반복단위를 포함하는 공중합 폴리에스테르 수지를 함유하는 발포 조성물 또는 그 경화물을 압출 발포하는 단계를 포함하는 제1항에 따른 폴리에스테르 발포체의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112017080497998-pat00013

    [화학식 2]
    Figure 112017080497998-pat00014

    상기 화학식 1 및 2에서,
    X는 알칼리금속 이온이고,
    m 및 n은 공중합 폴리에스테르 수지에 함유된 반복단위의 몰 분율을 나타내며,
    m+n=1이고, n은 0.1 이하이다.
KR1020160102378A 2016-08-11 2016-08-11 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체 KR101844364B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160102378A KR101844364B1 (ko) 2016-08-11 2016-08-11 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160102378A KR101844364B1 (ko) 2016-08-11 2016-08-11 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180017876A KR20180017876A (ko) 2018-02-21
KR101844364B1 true KR101844364B1 (ko) 2018-04-02

Family

ID=61525451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160102378A KR101844364B1 (ko) 2016-08-11 2016-08-11 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101844364B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502909A (ja) 2003-06-11 2007-02-15 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステル、およびそれから生成された造形品
JP2008088209A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Asahi Kasei Chemicals Corp ポリエステル樹脂組成物発泡シート及びその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502909A (ja) 2003-06-11 2007-02-15 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステル、およびそれから生成された造形品
JP2008088209A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Asahi Kasei Chemicals Corp ポリエステル樹脂組成物発泡シート及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180017876A (ko) 2018-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101888820B1 (ko) 비결정성 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체
JP6434195B2 (ja) 全芳香族液晶ポリエステル樹脂、成形品、および電気電子部品
KR101783293B1 (ko) 폴리에스테르 조성물의 제조 방법
JP7312767B2 (ja) 樹脂組成物および該樹脂組成物からなる樹脂成形品
JP2017179127A (ja) 全芳香族液晶ポリエステル樹脂、成形品、および電気電子部品
KR102027428B1 (ko) 열성형성이 우수한 발포시트 및 이의 제조방법
KR101844364B1 (ko) 이온성 공중합 폴리에스테르 발포 조성물 및 이를 포함하는 발포체
KR101997619B1 (ko) 셀 발현 균일도가 우수한 무기입자를 포함하는 발포시트 및 이의 제조방법
JPS59129253A (ja) 難燃性ポリエステル樹脂組成物
KR101767989B1 (ko) 탄성 발포체
KR101866331B1 (ko) 공중합 폴리에스테르를 함유하는 발포 조성물 및 이를 이용한 폴리에스테르 발포체
KR101783837B1 (ko) 밀도 조절이 용이한 코어-쉘 구조의 발포체
KR101802383B1 (ko) 코어-쉘 구조의 발포체
KR20140023581A (ko) 단열성 및 난연성이 향상된 열경화성 발포체 및 이의 제조방법
KR101716194B1 (ko) 난연성이 향상된 코어-쉘 구조의 발포체
KR101855858B1 (ko) 발포용 고점도 폴리에스테르 수지, 및 이를 이용한 폴리에스테르 수지 발포체의 제조방법
CN111587270B (zh) 热成型性优异的发泡片材及其制备方法
TW201111420A (en) Vibration-damping film
KR101716193B1 (ko) 중공을 포함하는 코어-쉘 구조의 발포체
KR101967808B1 (ko) 무기입자를 포함하는 발포체 및 이의 제조방법
KR101976434B1 (ko) 무기입자 및 카본블랙을 포함하는 발포시트 및 이의 제조방법
KR101767987B1 (ko) 점도 제어된 칩을 이용한 발포체 제조방법
JPH02180916A (ja) 硬質ポリウレタンフォームの製造方法
KR101845777B1 (ko) 공정성 및 난연성이 향상된 폴리에스테르 발포체 및 그 제조방법
KR101667999B1 (ko) 내열성 및 강도가 우수한 내열재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 포장 용기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant