KR20010042522A - 공포가 없는 중합체 과립 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공포(空胞)가 없는 중합체 과립의 제조 방법에 관한 것이다. 중합체 압출후 절단전에 중합체를 ≤ 50℃/초의 냉각 속도로 유리 전이 온도 바로 위의 온도까지 냉각하였다.

Description

공포가 없는 중합체 과립 {Vacuole-Free Polymer Granulates}

본 출원은 중합체의 압출후 절단전에 중합체를 ≤ 50℃/초로 유리 전이 온도 바로 위의 온도까지 냉각하는 공포(空胞)가 없는 중합체 과립의 제조 방법에 관한 것이다.

중합체를 특정 형태로, 대부분의 경우 원통형으로 압출하는 것은 중합체 제조에서 최종 가공 단계들 중 한 단계이다. 이어서, 압출 후, 생성물을 냉각하고, 절단하고, 필요에 따라 판매가능한 생성물 형태로 되기 전에 한번 더 냉각한다.

이런 최종 생성물에 대한 요구사항 중 하나는 공포, 즉 작은 기포가 후속 가공 중에 역효과를 미치므로 이 생성물에 공포가 함유되지 않아야 한다는 것이다. 더욱이, 공포를 함유한 투명한 중합체 과립은 시각적으로 덜 매력적이다.

국제 특허 공개 WO 제96/26241호에는 수조에서 44 내지 95 ℃의 온도로 압출된 후 중합체 스트랜드가 냉각되고 이어서 절단되는 중합체 과립의 제조 방법이 개시되어 있다. 얻어진 과립은 공포를 10 부피% 미만 함유한다. 그러나, 이 값은 여전히 만족스럽지 않은 값이다.

본 발명에 이르러, 공포가 없는 과립, 즉 공포 함량이 〈1 부피%, 바람직하게는 〈0.1 부피%인 과립이 얻어질 수 있는 방법을 밝혀내었다.

본 발명은 중합체를 압출한 후 〈 50℃/초, 바람직하게는 〈20℃/초의 냉각 속도로 중합체의 유리 전이 온도 T_g보다 1℃ 내지 20℃, 바람직하게는 5℃ 내지 10℃ 높은 온도까지 냉각하고, 이어서 절단하는 공포가 없는 중합체 과립의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서는, 절단 공정 중에 과립상의 재료가 ≤100 ℃, 바람직하게는 ≤90 ℃의 온도로 냉각된다. 이 냉각 단계는, 예를 들어 ≤30 ℃의 온도의 물을 분무함으로써 수행될 수 있다.

중합체와 냉각 매질 간의 온도 차이는 바람직하게는 370 ℃ 미만이다. 바람직한 실시태양에서, 중합체는 40 내지 80 ℃, 바람직하게는 50 내지 60 ℃의 온도의 물로 냉각된다. 특히 바람직하게는, 중합체는 압출된 후 40 내지 80 ℃, 바람직하게는 50 내지 60 ℃의 수조를 통과한다. 수조 내 중합체의 체류 시간은 바람직하게는 3 내지 10초이다. 다른 실시태양에서, 압출 공정후 중합체 스트랜드에 40 내지 80 ℃, 바람직하게는 50 내지 60 ℃ 온도의 물이 분무된다.

본 발명에 따른 방법은 공포가 없는 모든 종류의 중합체 과립의 제조에 적합하다. 그러나, 이 방법은 열가소성 중합체 과립의 제조에 특히 적합하다. 본 발명의 목적을 위해, 열가소성 중합체로는 압력 및 온도의 영향하에 유동성이 되는 모든 플라스틱을 들 수 있다. 본 명세서에서 언급할만한 예로는 폴리스티렌, 폴리페닐렌, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, SAN 및 그의 공중합체가 있다. 이 방법은 공포가 없는 폴리카르보네이트 과립의 제조에 가장 적합하다.

본 발명의 목적을 위해서, 폴리카르보네이트는 호모폴리카르보네이트 또는 코폴리카르보네이트일 수 있다. 폴리카르보네이트는 공지된 방법에 따라 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 적합한 폴리카르보네이트 중의 카르보네이트기 80 몰% 이하, 바람직하게는 20 몰% 내지 50 몰%가 방향족 디카르복실산 에스테르기로 치환될 수 있다. 분자쇄 중에 혼입된 탄산의 산성기와 방향족 디카르복실산의 산성기 모두를 함유하는 폴리카르보네이트는, 정확하게 기재하자면, 방향족 폴리에스테르 카르보네이트이다. 이들은, 열가소성 방향족 폴리카르보네이트의 일반적인 표제하에 포함된다.

폴리카르보네이트의 제조에 대한 상세한 정보가 대략 지난 40년 동안의 수백개의 특허 명세서에 기재되어 있다. 예를 들어 본 명세서에서는 슈넬(Schnell)의 ["Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964], 미국 07960 뉴저지주 모리스타운 소재의 얼라이드 케이칼 코포레이션 (Allied Chemical Corporation) 코포레이트 리서치 센터의 프레보르세크(D.C. PREVORSEK), 데보나(B.T. DEBONA) 및 케스텐(Y. KESTEN)의 ["Synthesis of Poly(estercarbonate) Copolymers", Polymer science, Polymer Chemistry Edition, Vol.19, 75-90(1980)의 저널에 실림], 바이엘 아게의 프라이타크(D. Freitag), 그리고(U.Grigo), 뮐러(P.R. Muller), 누베르튼(N. Nouvertne')의 ["Polycarbonates", Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, pages 648-718에 실림], 그리고 마지막으로 그리고(Dres.U.Grigo), 카르커(K.Kircher) 및 뮐러의 ["Polycarbonates", Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Volume 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl-Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1992, pages 117-299에 실림]만을 참고한다.

바람직한 열가소성 폴리카르보네이트는 평균 분자량 M_v(CH₂Cl₂중에서 CH₂Cl₂100 ml 당 0.5 g의 농도로 25 ℃에서의 상대 점도를 측정하여 결정함)가 12,000 내지 400,000, 바람직하게는 18,000 내지 80,000, 특히 바람직하게는 22,000 내지 60,000이다.

실시예 1

폴리카르보네이트를 제조하고, 이어서 압출하여 원통-타원형 횡단면을 갖고 직경이 약 3 mm인 스트랜드를 형성하였다. 압출한 후, 폴리카르보네이트의 온도는 350 ℃였다. 스트랜드를 물 온도가 60 ℃로 일정한 수조에서 냉각하였다. 스트랜드의 수조 체류 시간은 4초였다. 수조로부터 제거할 때의 스트랜드 온도는 150 ℃였다. 스트랜드를 절단하고, 과립화하고, 절단 공정 중에 물(T=25℃)을 분무하고, 이어서 95 ℃로 냉각하였다.

이렇게 제조된 폴리카르보네이트에서, 공포 함량은 과립상 재료 시료 1kg 중에서 공포를 함유한 과립을 계수하여 측정하였다. 과립상 재료 중에 공포가 전혀 발견되지 않았다.

실시예 2

폴리카르보네이트를 제조하고, 이어서 압출하여 원통-타원형 횡단면을 갖고 직경이 약 3 mm인 스트랜드를 형성하였다. 압출한 후, 폴리카르보네이트의 온도는 350 ℃였다. 스트랜드를 물 온도가 60 ℃로 일정한 수조에서 냉각하였다. 스트랜드의 수조 체류 시간은 4초였다. 수조로부터 제거할 때의 스트랜드 온도는 150 ℃였다. 추가의 냉각없이 스트랜드를 절단하였다.

이렇게 얻어진 과립상 재료는 0.8 부피%의 공포를 함유하였다.

실시예 3 (비교예)

폴리카르보네이트를 제조하고, 이어서 압출하여 원통-타원형 횡단면을 갖고 직경이 약 3 mm인 스트랜드를 형성하였다. 압출한 후, 폴리카르보네이트의 온도는 400 ℃였다. 스트랜드를 물 온도가 20 ℃로 일정한 수조에서 냉각하였다. 스트랜드의 수조 체류 시간은 4초였다. 수조로부터 제거할 때의 스트랜드 온도는 95 ℃였다. 추가의 냉각없이 스트랜드를 절단하였다.

이렇게 얻어진 폴리카르보네이트 과립은 5 부피%의 공포를 함유하였다.

Claims (3)

1. 중합체를 압출한 후 ≤ 50℃/초의 냉각 속도로 중합체의 유리 전이 온도 T_g보다 1℃ 내지 20℃ 높은 온도까지 냉각하고, 이어서 절단하는 것을 포함하는 공포(空胞)가 없는 중합체 과립의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 절단 공정 중에 중합체를 ≤100℃의 온도로 냉각하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 중합체가 폴리카르보네이트인 방법.