KR19990058671A - 모노필라멘트용 폴리아미드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리아미드 모노필라멘트의 제조방법에 관한 것으로, 일괄작업공정을 통해 폴리아마이드를 제조하는 공정에서 산화방지제를 첨가하는데 있어서, ε-카프로락탐 70wt%에 30wt%의 물을 첨가한 용해물 100중량부에 20중량부 미만의 1종 혹은 2종 이상의 산화방지제 혼합물을 분산시킨 혼합물을 첨가하되, 전체 100중량부에 대해 5-20중량부의 초산을 첨가한 혼합물을 첨가하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의한 폴리아미드 모노필라멘트는 강도가 높고 투명성과 유연성이 우수하므로 텍스, 어망 등에 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

모노필라멘트용 폴리아미드의 제조방법

본 발명은 강도가 높고 투명성과 유연성이 매우 우수한 폴리아미드 모노필라멘트의 제조방법에 관한 것이다.

어망, 텍스, 거트(Gut) 등에 사용되는 폴리아미드 모노필라멘트는 직선강도 이외에도 높은 결절강도 및 우수한 투명성이 요구된다. 이러한 요구에 만족하기 위한 연구는 공중합물을 통하여서 계속 되어져 왔다.

각각의 개별된 물성을 혼합하여 얻어지는 장점으로 잘 알려진 것은 나이론 6과 나이론 66과 같은 예인데 이것은 많은 영역에서 열가소성적인 특성들을 더욱 잘 살려주는 물질을 만들어낸다. 하지만 이들 대부분의 소재들은 열에 매우 민감하며 특히 0.0001%의 산소존재하에서도 산화될 가능성이 있는 것으로 알려져있다.

종래 폴리아미드 모노필라멘트는 용융 폴리아미드를 압출 급냉 후 제 1단계로 3-4배 연신하고 높은 온도에서 제2단계 연신을 한 다음에 열고정하는 등의 방법으로 제조하였다. 아울러 투명성을 좋게 하기 위해서는 용융압출된 폴리아미드를 방사노즐로부터 물 등의 냉매에 도달할 때까지의 시간을 통상 0.3초 전후로 짧게 하여서 급냉하였다. 그러나 이렇게 제조된 폴리아미드 모노필라멘트는 투명성에 비하여 유연성 측면에서는 충분하지 못하였다.

본 발명의 목적은 투명성이 우수하면서도 유연성이 풍부한 폴리아미드 모노필라멘트의 제조에 있어서 산화를 방지하는 목적의 첨가제를 투입하여 수지의 물성안정성을 도모하는 것이다. 이러한 목적으로 산화방지제를 작업 공정중에 첨가하는데 산화방지제는 그 작용 기구 및 구조에 따라 페놀계 및 인계산화방지제로 나눈다. 페놀계 산화방지제는 자동산화기구의 연쇄 사이클을 절단하는 것으로 플라스틱재료의 열산화 열화를 낮출 수 있다. 이를 방지하기 위해 페놀계 산화방지제를 개량하거나 인계산화방지제와 같은 소색제를 병용해 사용하는 경우가 있다. 그러나 이들 첨가제는 매우 고운 분말의 상을 가지며 물에 용해되지 않을뿐 아니라 물에서의 분산성이 매우 떨어져 투입에 어려움을 겪고 있었다.

본 발명은 모노필라멘트용 수지의 제조에 있어서 포스파이트 혹은 포스소나이트계의 유기화합물을 산화방지를 목적으로 하는 첨가제로 사용하며 이를 효과적으로 중합에 첨가하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 사용되는 폴리아미드는 ε-카프로락탐과 헥사메틸렌디암모늄 아디페이트, 디아민과 디카르복실산과의 혼합물이다. 이렇게 이루어진 공중합물은 그 비율에 따라서 고온에서도 강성이 양호하게 유지되고 직경이 큰 모노필라멘트에서도 유연성 및 투명성이 매우 우수한 고강력 폴리아미드 모노필라멘트를 제조할 수 있도록 한다.

카르복실산으로는 주로 이소프탈산이 사용된다. 이소프탈산을 사용할 경우 디암모늄염의 공중합에 대하여 축쇄를 형성하도록 도와줌으로써 투명성을 향상시킬 수 있다. 또 이렇게 공중합된 폴리아미드에는 통상의 활제, 염료, 안료 등의 착색제, 또는 내후성향상제 드의 첨가제로 함유시킬 수 있다. 본 발명에서는 보다 높은 투명성과 유연성을 확보하기 위하여 ε-카프로락탐을 전체원료의 10∼50%가 되게 하며 디아민과 디카르복실산과의 혼합물을 전체 중량의 5∼20%가 되게 조절한다. 더 좋게는 ε-카프로락탐의 비율이 전체의 60%미만이 되도록 조절하는 것이다.

이러한 공정에서 상기의 산화방지를 목적으로 하는 첨가제는 물에 분산이 되지 않기 때문에 개방된 반응기가 아닌 경우 쉽게 투입할 수가 없다. 일반적으로 상업적으로 사용되는 반응기는 밀폐된 반응기에 원료를 정량으로 이송하게 되어있으며 첨가제 또한 밀폐된 상태에서 질소 등을 매개로하여 압력을 가해 반응기에 투입하는 경우가 대부분이다. 이런 경우 고운 분말상을 직접 투입할 경우 투입구를 막을 우려가 있으며 물에 분산되지 않는 특성으로 인해 물에 용해해서 이송하는데도 어려움이 있다.

본 발명에서는 1종의 산화방지제 혹은 그 혼합물이 ε-카프로락탐의 용해물에 잘 분산되는 점을 이용하였다. 본 발명에서 특징으로 하는 공정은 ε-카프로락탐 70wt%에 30wt%의 물을 첨가한 용해물 100중량부에 대하여 20중량부 미만의 1종 혹은 2종이상의 산화방지제 혼합물을 분산시키는 것이며 특히 전체 100중량부에 대해 5∼20중량부의 초산과 같이 사용하여 분산을 더욱 용이하게 하는 공정이다. 이는 밀폐된 반응기의 사용에서 가압으로 이송이 용이하다.

상기 폴리아미드는 통상 펠렛(Pellet)의 형태로 공급되고, 용융된 후 공경(孔徑) 10mm이상의 방사노즐에서 압출된다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

<비교예 1>

ε-카프로락탐 21kg과 헥사메틸렌디아민 수용액 9.8kg, 그리고 아디프산 7.5kg과 증류수 9.8kg을 반응기에 넣고 260℃에서 반응시킨다. 이렇게하여 얻은 공중합물의 상대점도는 3.2정도이다. 이 공중합물을 50mm압출기를 이용하여 공경 10mm의 노즐로부터 압출하고 공기중에 유지한 후 급냉하고 다음에 연신처리를 한 다음 인취속도 20m/분으로 직경이 3.5mm의 폴리 아미드 모노필라멘트를 제조하였다. 산화 방지제를 첨가하지 않았을 때 고온에서의 가공시 다른 예에서 보다 변색이 심하게 일어나는 것을 관찰하였다.

<비교예 2>

비교예 1과 같은 조성의 원료를 반응기에 넣고 반응기를 밀폐시켰다. 산화방지제를 투입하기 위하여 증류수 200g과 산화방지제 10g을 교반기를 사용하여 혼합액으로 만들었다. 이 혼합액의 분산성은 매우 좋지 않았으며 밀폐된 반응기로 가압하여 투입시 이송관이 막히는 현상이 발생하였다.

<실시예 1>

비교예 1과 같은 조성의 원료를 반응기에 넣은 다음, 반응기를 밀폐시킨후 ε-카프로락탐 70g과 초산 5g 그리고 증류수 30g과 산화방지제 10g을 섞어 분산한 혼합물을 별도의 용기를 통하여 가압으로 투입하였다. 이때 혼합물의 분산성도 좋았으며 이송시 관의 막힘도 없었다. 이때 사용한 산화방지제로는 CIBA-GEIGY사의 포스파이트계의 것을 사용하였다.

<실시예 2>

첨가제 혼합물중 초산을 제외하고 교반하여 실시예 1과 같은 밀폐된 반응기에 투입하였다. 초산을 제외했을 때 분산성이 다소 떨어지기는 했으나 투입은 용이하였다.

이상의 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 폴리아미드 모노필라멘트는 강도가 높고 투명성과 유연성이 우수하므로 텍스, 어망 등에 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (1)

1. 일괄작업공정을 통해 폴리아마이드를 제조하는 공정에서 산화방지제를 첨가하는데 있어서, ε-카프로락탐 70wt%에 30wt%의 물을 첨가한 용해물 100중량부에 20중량부 미만의 1종 혹은 2종 이상의 산화방지제 혼합물을 분산시킨 혼합물을 첨가하되, 전체 100중량부에 대해 5-20중량부의 초산을 첨가한 혼합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 모노필라멘트용 폴리아미드의 제조방법.