KR20080054575A - Copolyester resin and articles using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 이용한 성형제품에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 본 발명은 열 수축 라벨을 이용한 성형 가공 시 사이클 타임 단축 및 제품의 성형성 향상 효과를 나타내어 라벨 용도에 매우 적합한 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 이용한 성형제품에 관한 것이다.The present invention relates to a copolyester resin and a molded article using the same. More specifically, the present invention relates to a copolymer polyester resin and a molded article using the same, which exhibits an effect of shortening the cycle time and improving the moldability of a product during molding processing using a heat shrink label.
열 수축성 플라스틱 제품은 가열에 따라 수축하는 성질을 이용하여 수축 포장, 수축 라벨 등의 필름 용도에 넓게 사용된다. 그 중에서 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에스테르계 플라스틱 필름 등이 각종 용기 등의 라벨이나 캡실(cap seal), 또는 직접 포장 등의 목적으로 사용되어 왔다. Heat shrinkable plastic products are widely used in film applications such as shrink wrap, shrink labels, etc. due to their shrinking properties upon heating. Among them, polyvinyl chloride (PVC), polystyrene, polyester plastic film, and the like have been used for the purpose of labeling, cap seal, or direct packaging of various containers.
그러나, 폴리염화비닐로 이루어진 필름은 소각시에 염화수소 가스 및 다이옥신의 원인이 되는 물질 등이 나오는 등, 환경적으로 규제대상이 되고 있다. 또한, 이 제품을 PET 용기 등의 수축 라벨로서 이용한다면, 용기를 리사이클(Recycle)하여 이용할 때에는 라벨과 용기를 분리해야 하는 번거로움이 있다.However, films made of polyvinyl chloride are environmentally regulated, such as hydrogen chloride gas and substances causing dioxins during incineration. In addition, if this product is used as a shrink label for a PET container, there is a hassle to separate the label from the container when the container is recycled.
또한, 폴리스티렌계 필름은 수축 공정에 따른 작업안정성이 좋고 제품의 외관이 양호하나 내화학성이 좋지 않아, 인쇄할 때에는 특수한 조성의 잉크를 사용해야만 한다. 더군다나, 상온에서의 보관안정성이 부족하여 저절로 수축되는 등 치수가 변형되는 단점이 있다.In addition, the polystyrene-based film has a good work stability according to the shrinkage process and the appearance of the product is good, but the chemical resistance is not good, the ink of a special composition must be used when printing. In addition, there is a disadvantage that the dimensions are deformed, such as shrinkage by itself due to lack of storage stability at room temperature.
이러한 문제가 없는 폴리에스테르 수지로 이루어진 필름은 상기 두 원료로 만드는 필름을 대체하면서 수축라벨로 상당히 기대되고 있다. 더군다나, PET 용기의 사용량이 증가함에 따라 재활용시 별도로 라벨을 분리하지 않고 재생이 용이한 폴리에스테르 필름의 사용량도 증가하는 추세이다.Films made of polyester resins without these problems are expected to be considerably shrinkable labels, replacing films made from the two raw materials. Moreover, as the usage of PET containers increases, the usage of polyester films that can be easily recycled without separate labels during recycling increases.
그러나, 종래의 열수축 폴리에스테르 필름은 수축특성에 있어서 새로운 개선이 요구되고 있다. 특히, 급격한 수축율 거동 변화로 인해, 수축시에 주름이나 불균일한 수축으로 인해 의도된 도안과는 다르게 비뚤어지는 문제가 성형 중 자주 발생한다. 또한, 폴리염화비닐계 필름이나 폴리스티렌계 필름과 비교할 시, 저온에서의 수축성이 떨어졌기 때문에, 이를 보완하기 위해 고온으로 수축해야만 하고, 이 경우, PET 용기의 변형 또는 백탁이 발생하는 문제점이 있다.However, conventional heat-shrinkable polyester films require new improvements in shrinkage properties. In particular, due to a sudden change in shrinkage behavior, a problem frequently arises during molding, which is different from the intended design due to wrinkles or uneven shrinkage during shrinkage. In addition, when compared with a polyvinyl chloride-based film or a polystyrene-based film, the shrinkage property at a low temperature is inferior, and thus must be shrunk at a high temperature to compensate for this. In this case, there is a problem that deformation or cloudiness of the PET container occurs.
전술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 종래기술에 따른 공중합 폴리에스테르 수지보다 우수한 열 수축 특성을 갖는 폴리에스테르 수지를 제조하기 위해 연구 검토한 결과, 1,4-사이클로헥산디메탄올이 공중합된 폴리에스테르 수지의 디올 성분 중 일부를 비스페놀-A 유도체로 된 방향족 디올로 대체함으로써 저온 에서의 수축 특성을 향상시킬 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.In order to solve the above problems, the present inventors have studied and studied to prepare a polyester resin having a heat shrinkage property superior to the copolymerized polyester resin according to the prior art, as a result, 1,4-cyclohexanedimethanol copolymerized poly By replacing some of the diol components of the ester resin with aromatic diols of bisphenol-A derivatives, the shrinkage characteristics at low temperatures could be improved, and the present invention was completed based on this.
따라서, 본 발명의 일 측면은 저온에서의 열 수축 특성이 우수한 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 이용한 성형제품을 제공하는 것이다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a copolymer polyester resin having excellent heat shrinkage characteristics at a low temperature and a molded article using the same.
본 발명의 다른 측면은 열 수축 라벨을 이용한 성형 가공 시 사이클 타임 단축 및 제품의 성형성 향상 효과를 얻을 수 있는 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 이용한 성형제품을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a copolymer polyester resin and a molded article using the same, which can shorten a cycle time and improve moldability of a product during molding processing using a heat shrink label.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는,Co-polyester resin according to a preferred embodiment of the present invention,
테레프탈산을 포함하는 디카르복실산 성분; 및Dicarboxylic acid components including terephthalic acid; And
1,4-사이클로헥산디메탄올 10∼80몰%, 하기 화학식 1로 표시되는 비스페놀-A 유도체 0.1∼30몰% 및 전체 디올 성분의 합이 100몰%가 되도록 나머지는 에틸렌글리콜을 포함하는 디올 성분;10 to 80 mol% of 1,4-cyclohexanedimethanol, 0.1 to 30 mol% of the bisphenol-A derivative represented by the following formula (1) and the total diol component so that the total is 100 mol% of the remaining diol component containing ethylene glycol ;
을 포함하는 것을 특징으로 한다:Characterized in that it comprises:
상기 식에서, x 및 y는 각각 2∼5의 정수이고, m+n은 6∼20의 정수이다.Wherein x and y are each an integer of 2-5, and m + n is an integer of 6-20.
바람직하게는, 상기 비스페놀-A 유도체는 폴리옥시에틸렌(2,0)-2,2-비스(4- 하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,2)-폴리옥시에틸렌-(2,0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(6)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(3,3)-3,3-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(3,0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(6)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.Preferably, the bisphenol-A derivative is polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2,0) -2,2-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2,2) -polyoxyethylene- (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (2,3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,3) -2,2- Bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (3,3) -3,3-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (3,0) -2,2-bis ( 4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and mixtures thereof.
좀 더 바람직하게는, 상기 비스페놀-A 유도체는 하기 화학식 2로 표시되는 폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판이다:More preferably, the bisphenol-A derivative is polyoxyethylene- (2,3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane represented by the following formula (2):
상기 식에서, q+r은 6∼15의 정수이다.Wherein q + r is an integer from 6 to 15.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 성형제품은 상술한 본 발명의 공중합 폴리에스테르 수지를 압출 또는 사출 성형하여 된다.The molded article according to one preferred embodiment of the present invention is obtained by extruding or injection molding the copolyester resin of the present invention described above.
바람직하게는, 상기 성형제품은 열 수축 필름이며, 70℃ 이하의 수축개시온도를 가지며, 70℃에서의 최대 열 수축율이 2% 이상이다.Preferably, the molded article is a heat shrink film, has a shrinkage onset temperature of 70 ° C. or lower, and a maximum heat shrinkage at 70 ° C. of 2% or more.
좀 더 바람직하게는, 상기 성형제품은 85℃에서의 최대 열 수축율이 50% 이 상이다.More preferably, the molded article has a maximum heat shrinkage of at least 50% at 85 ° C.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 1,4-사이클로헥산디메탄올이 공중합된 폴리에스테르 수지의 제조 시 비스페놀-A 유도체인 방향족 디올을 이용하여, 디올을 일부 대체함으로써 저온에서 열 수축이 가능한 필름을 제조할 수 있는 성형성이 우수한 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 이용한 성형제품이 제공된다. As described above, in the present invention, a film capable of heat shrinking at low temperature is manufactured by partially replacing the diol using an aromatic diol which is a bisphenol-A derivative when preparing a polyester resin copolymerized with 1,4-cyclohexanedimethanol. Provided is a copolyester resin having excellent moldability and a molded product using the same.
본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 에스테르화 반응의 제1단계 및 중축합 반응의 제2단계를 통해서 제조된다.Copolyester resin according to the present invention is prepared through the first step of the esterification reaction and the second step of the polycondensation reaction.
제1단계인 에스테르화 반응은 뱃치(Batch)식 또는 연속식으로 수행할 수 있고, 각각의 원료는 별도로 투입할 수도 있으나 디올 성분에 디카르복실산 성분을 슬러리 형태로 만들어 투입하는 것이 가장 바람직하다.The first step, the esterification reaction may be carried out in a batch or continuous manner, and each raw material may be added separately, but it is most preferable to make a dicarboxylic acid component into a diol component in a slurry form. .
좀 더 상세하게는, 우선 테레프탈산을 포함하는 디카르복실산과, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 비스페놀-A 유도체 및 에틸렌글리콜을 포함하는 디올 성분을 반응시킨다. More specifically, first, a dicarboxylic acid containing terephthalic acid is reacted with a diol component containing 1,4-cyclohexanedimethanol, a bisphenol-A derivative, and ethylene glycol.
이때, 상기 디카르복실산 성분에 대하여 디올 성분의 함량이 몰비로 1.2 내지 3.0이 되도록 투입하여 230∼260℃ 및 1.0∼3.0 kg/㎠의 조건하에서 에스테르화 반응을 실시하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 에스테르화 반응온도는 240∼260℃이고, 더욱 바람직하게는 245∼255℃이다. 또한, 상기 에스테르화 반응시간은 통상적으로 100∼300분 정도가 소요되는데, 이 는 반응온도, 압력 및 사용되는 디카르복실산 성분 대비 디올 성분의 몰비에 따라 적절히 변화될 수 있다.In this case, it is preferable to add the diol component so that the content of the diol component is 1.2 to 3.0 in a molar ratio, and to perform the esterification under the conditions of 230 to 260 ° C and 1.0 to 3.0 kg / cm 2, but not limited thereto. It doesn't happen. Preferably, the said esterification temperature is 240-260 degreeC, More preferably, it is 245-255 degreeC. In addition, the esterification time is usually about 100 to 300 minutes, which may be appropriately changed depending on the reaction temperature, pressure, and the molar ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component used.
상기 1,4-사이클로헥산디메탄올은 통상 상기 테레프탈산과 에틸렌글리콜만을 원료로 하는 호모폴리머의 성형성 또는 기타 물성을 개선하기 위하여 사용된다. 본 발명에서 사용되는 1,4-사이클로헥산디메탄올로는 시스-, 트랜스-, 또는 두 이성체의 혼합물 등이 있고, 그 사용량은 결정화에 따른 성형성 불량을 방지하기 위하여 전체 디올 성분 중 10∼80몰%인 것이 좋다.The 1,4-cyclohexanedimethanol is usually used to improve the moldability or other physical properties of the homopolymer based only on the terephthalic acid and ethylene glycol. The 1,4-cyclohexanedimethanol used in the present invention includes cis-, trans-, or a mixture of two isomers, and the amount of the 1,4-cyclohexanedimethanol is 10 to 80 of the total diol components in order to prevent moldability due to crystallization. It is good to be mol%.
본 발명에서 사용되는 비스페놀-A 유도체인 방향족 디올은 하기 화학식 1로 표시되며, 저온 수축성을 향상시키기 위하여 사용된다.The aromatic diol which is a bisphenol-A derivative used in the present invention is represented by the following general formula (1), and is used to improve low temperature shrinkage.
화학식 1Formula 1
상기 식에서, x 및 y는 각각 2∼5의 정수이고, m+n은 6∼20의 정수이다.Wherein x and y are each an integer of 2-5, and m + n is an integer of 6-20.
상기 비스페놀-A 유도체의 사용량은 전체 디올 성분 중 0.1∼30몰%인 것이 좋고, 상기 사용량이 0.1몰% 미만이면 비스페놀-A 유도체의 첨가에 따른 물성향상 효과를 확인하기가 어렵고, 30몰%를 초과하는 경우에는 과도한 내열도 감소로 인해 열 수축 필름으로서의 활용도가 떨어지는 문제점이 있다.The amount of the bisphenol-A derivative is preferably 0.1 to 30 mol% of the total diol components. If the amount is less than 0.1 mol%, it is difficult to confirm the effect of improving the physical properties according to the addition of the bisphenol-A derivative, and 30 mol% If it exceeds, there is a problem that the utilization as a heat shrink film is reduced due to excessive heat resistance reduction.
상기 비스페놀-A 유도체는 부가몰수(m+n)가 6 이상인 화합물을 적어도 비스페놀-A 총 중량의 85중량% 이상 포함하는 순도의 제품을 사용하는 것이 바람직하 다. 전체 비스페놀-A 중에 함유된, 부가몰수(m+n)가 6 이상인 화합물의 함량이 85중량% 미만인 순도의 제품을 사용하는 경우에는 합성된 공중합 폴리에스테르 수지의 Tg가 낮아지는 정도가 미약할 수 있다.As the bisphenol-A derivative, it is preferable to use a product having a purity of at least 85% by weight of the total weight of the bisphenol-A, including a compound having an added mole number (m + n) of 6 or more. When using a product having a purity of less than 85% by weight of a compound having an addition molar number (m + n) of 6 or more contained in the total bisphenol-A, the degree of Tg of the synthesized copolymerized polyester resin may be low. have.
상기 비스페놀-A 유도체로는 폴리옥시에틸렌(2,0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,2)-폴리옥시에틸렌-(2,0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(6)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(3,3)-3,3-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(3,0)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(6)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 등을 예시할 수 있으며, 이 중 단독으로 또는 두 가지 이상이 배합된 형태로 사용할 수 있다.Examples of the bisphenol-A derivatives include polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and polyoxypropylene- (2,0) -2,2-bis (4-hydroxy Phenyl) propane, polyoxypropylene- (2,2) -polyoxyethylene- (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (2,3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,3) -2,2-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (3,3) -3,3-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (3,0) -2,2-bis (4-hydroxy Oxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, and the like can be exemplified, and can be used alone or in combination of two or more thereof.
더욱 바람직하게는, 상기 비스페놀-A 유도체는 하기 화학식 2로 표시되는 폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판이다:More preferably, the bisphenol-A derivative is polyoxyethylene- (2,3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane represented by the following formula (2):
화학식 2Formula 2
상기 식에서, q+r은 6∼15의 정수이다.Wherein q + r is an integer from 6 to 15.
이처럼, 상기 비스페놀-A 유도체를 사용함으로써 열 수축 필름의 수축개시온 도를 저하시켜 스팀공정 통과 시 사이클타임의 단축이 가능해져 생산성 향상을 가져올 수 있다. 또한, 저온 수축 시 수축속도가 느리기 때문에 원활한 공정제어가 가능함으로써 불량률을 감소시키는 우수한 결과를 얻어낼 수 있다.As such, by using the bisphenol-A derivative, the shrinkage start temperature of the heat shrinkable film may be lowered, thereby shortening the cycle time when passing through the steam process, thereby increasing productivity. In addition, since the shrinkage rate is low during low temperature shrinkage, smooth process control is possible, thereby obtaining excellent results of reducing a defective rate.
한편, 본 발명의 디올 성분 중 하나로 사용되는 에틸렌글리콜의 사용량은 1,4-사이클로헥산디메탄올과 상기 비스페놀-A 유도체의 양을 고려하여 전체 디올성분의 합이 100몰%가 되도록 투입한다.On the other hand, the amount of ethylene glycol used as one of the diol components of the present invention is added so that the sum of all diol components is 100 mol% in consideration of the amount of 1,4-cyclohexanedimethanol and the bisphenol-A derivative.
이외에 사용가능한 기타 디올 성분으로는 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 1,2-사이클로헥산디올, 1,4-사이클로헥산디올, 1,2-사이클로헥산디메탄올 및 1,3-사이클로헥산디메탄올 등이 포함된다.Other diol components that can be used include 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,6-hexanediol, 1, 2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol and the like.
상기 에스테르화 반응에는 촉매가 필요하지 않으나, 반응시간 단축을 위하여 선택적으로 촉매를 투입할 수도 있다.The esterification reaction does not require a catalyst, but may be optionally added to reduce the reaction time.
상술한 에스테르화 반응의 제1단계가 완료된 후에는, 중축합 반응의 제2단계가 실시되는데, 폴리에스테르 수지의 중축합 반응 시 일반적으로 사용되는 성분으로서 중축합 촉매, 안정제 및 정색제 등이 선택적으로 사용될 수 있다.After the first step of the above-mentioned esterification reaction is completed, the second step of the polycondensation reaction is carried out, the polycondensation catalyst, stabilizer and colorant are selected as the components generally used in the polycondensation reaction of the polyester resin Can be used as
본 발명에서 사용가능한 중축합 촉매로는 티타늄, 게르마늄 및 안티몬화합물 등이 있지만, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.Polycondensation catalysts usable in the present invention include, but are not limited to, titanium, germanium and antimony compounds.
상기 티타늄계 촉매는 일반적으로 1,4-사이클로헥산디메탄올을 테레프탈산 중량대비로 15% 이상 공중합시킨 폴리에스테르 수지의 중축합 촉매로 사용되는 촉매로서, 안티몬계 촉매에 비하여 소량을 사용하여도 반응이 가능하며, 또한 게르마 늄계 촉매보다 가격이 저렴한 장점을 갖는다.The titanium-based catalyst is generally used as a polycondensation catalyst of a polyester resin copolymerized with 1,4-cyclohexanedimethanol by 15% or more by weight of terephthalic acid, and even when a small amount is used in comparison with an antimony-based catalyst It is possible and also has the advantage of lower cost than germanium-based catalyst.
본 발명에서 사용가능한 티타늄계 촉매로는 테트라에틸티타네이트, 아세틸트리프로필티타네이트, 테트라프로필티타네이트, 테트라부틸티타네이트, 테트라부틸티타네이트, 폴리부틸티타네이트, 2-에틸헥실티타네이트, 옥틸렌글리콜티타네이트, 락테이트티타네이트, 트리에탄올아민티타네이트, 아세틸아세토네이트티타네이트, 에틸아세토아세틱에스테르티타네이트, 이소스테아릴티타네이트, 티타늄디옥사이드, 티타늄디옥사이드와 실리콘디옥사이드 공침물 및 티타늄디옥사이드와 지르코늄디옥사이드 공침물 등을 들 수 있다.Titanium-based catalysts usable in the present invention include tetraethyl titanate, acetyltripropyl titanate, tetrapropyl titanate, tetrabutyl titanate, tetrabutyl titanate, polybutyl titanate, 2-ethylhexyl titanate, octylene Glycol titanate, lactate titanate, triethanolamine titanate, acetylacetonate titanate, ethyl acetoacetic ester titanate, isostearyl titanate, titanium dioxide, titanium dioxide and silicon dioxide co-precipitates, titanium dioxide and zirconium dioxide And coprecipitates.
이때, 상기 중축합 촉매의 사용량은 최종 폴리머의 색상에 영향을 미치므로 원하는 색상과 사용되는 안정제 및 정색제에 따라 달라질 수 있지만, 바람직하게는 최종 폴리머의 중량 대비 티타늄 원소량을 기준으로 1∼100ppm, 더욱 바람직하게는 1∼50ppm이 좋고, 실리콘 원소량을 기준으로 10ppm 이하가 좋다.In this case, since the amount of the polycondensation catalyst affects the color of the final polymer, the amount of polycondensation catalyst may vary depending on the desired color and the stabilizer and colorant used. Preferably, the amount of polycondensation catalyst is 1 to 100 ppm based on the amount of titanium based on the weight of the final polymer. More preferably, 1-50 ppm is good and 10 ppm or less is preferable based on a silicon element amount.
또한, 기타 첨가제로서 안정제 및 정색제 등이 사용될 수 있다.In addition, stabilizers and coloring agents and the like can be used as other additives.
본 발명에서 사용가능한 안정제로는 통상적으로 인산, 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리에틸포스포노아세테이트 등을 들 수 있고, 그 첨가량은 인원소량을 기준으로 최종 폴리머의 중량 대비 10∼100ppm인 것이 좋다.Stabilizers usable in the present invention typically include phosphoric acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triethyl phosphonoacetate, and the like, and the amount of the stabilizer may be 10 to 100 ppm relative to the weight of the final polymer based on the small amount of people.
또한, 본 발명에서 색상을 향상시키기 위해 사용가능한 정색제로는 코발트 아세테이트 및 코발트 프로피오네이트 등의 통상의 정색제를 들 수 있고, 그 첨가량은 최종 폴리머 중량대비 0∼100ppm이 좋다.In addition, the colorants usable in order to improve the color in the present invention include conventional colorants such as cobalt acetate and cobalt propionate, the addition amount is preferably 0 to 100ppm relative to the final polymer weight.
상기 정색제 이외에도 기존에 공지된 유기화합물을 정색제로 사용할 수 있 다.In addition to the colorant, conventionally known organic compounds may be used as the colorant.
한편, 이러한 성분들이 첨가된 후 수행되는 제2단계의 중축합 반응은 260∼290℃ 및 400∼0.1mmHg의 감압조건하에서 실시되는 것이 좋지만, 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the second condensation reaction is carried out after the addition of these components is preferably carried out under reduced pressure conditions of 260 ~ 290 ℃ and 400 ~ 0.1mmHg, but is not limited thereto.
상기 중축합 단계는 원하는 고유점도에 도달할 때까지 필요한 시간동안 실시되는데, 반응온도는 일반적으로 260∼290℃이고, 바람직하게는 260∼280℃, 더욱 바람직하게는 265∼275℃인 것이 좋다.The polycondensation step is carried out for the required time until the desired intrinsic viscosity is reached, the reaction temperature is generally 260 ~ 290 ° C, preferably 260 ~ 280 ° C, more preferably 265 ~ 275 ° C.
또한, 중축합 반응은 부산물로 나오는 디올 성분을 제거하기 위하여 400∼0.1mmHg의 감압하에서 실시함으로써 1,4-사이클로헥산디메탄올이 공중합된 폴리에스테르 수지를 얻는다.In addition, polycondensation reaction is performed under reduced pressure of 400-0.1 mmHg in order to remove the diol component which arises as a by-product, and the polyester resin copolymerized with 1, 4- cyclohexane dimethanol is obtained.
전술한 바와 같은, 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지는 낮은 수축개시온도를 가짐으로써 수축 속도가 느리기 때문에 원활한 공정제어가 가능함으로써 불량률을 감소시킬 수 있는 우수한 성형성을 갖게 된다. 따라서, 이러한 공중합 폴리에스테르 수지를 압출/사출 및 연신공정을 통해서 성형하여 우수한 성형성을 갖는 열 수축 필름과 같은 성형제품을 얻을 수 있다.As described above, the copolyester resin according to the present invention has a low shrinkage start temperature, so the shrinkage rate is low, so that smooth process control is possible, thereby having excellent moldability to reduce the defective rate. Therefore, such a copolyester resin may be molded through an extrusion / injection and stretching process to obtain a molded product such as a heat shrinkable film having excellent moldability.
즉, 이로부터 얻어지는 성형제품은 바람직하게는 70℃ 이하, 40℃ 이상의 수축개시온도를 가지며, 70℃에서의 최대 열 수축율이 2% 이상, 50% 미만, 85℃에서의 최대 열 수축율이 50% 이상, 100% 미만으로서 수축개시온도를 낮춤으로써 PVC와 유사한 낮은 온도에서 열 수축이 가능하며, 이는 필름의 열 수축 공정에서 야기되었던 PET 용기의 변형 또는 백탁을 방지할 수 있고, 수축 속도의 조절이 용이함으 로 인해 성형 불량을 감소하는 성과를 얻을 수 있다. That is, the molded article obtained therefrom preferably has a shrinkage initiation temperature of 70 ° C. or lower and 40 ° C. or higher, and a maximum heat shrinkage of 70% or less and 50% or 50% or a maximum heat shrinkage of 85% or higher. By lowering the shrinkage onset temperature to less than 100%, heat shrinkage is possible at a low temperature similar to PVC, which can prevent the deformation or turbidity of the PET container caused by the heat shrinkage process of the film, and control the shrinkage rate. Ease results in reducing mold defects.
이하, 하기 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
하기 실시예 및 비교예에서 제시되는 물성은 다음과 같은 방법으로 측정되었다: The physical properties shown in the following Examples and Comparative Examples were measured in the following manner:
◎ 유리전이온도(Tg): 티에이 인스투르먼트(TA instrument) 사의 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry) 이용◎ Glass Transition Temperature (Tg): Using Differential Scanning Calorimetry from TA Instrument
◎ 열 수축율: 10㎝×10㎝의 정방형으로 재단하고, 표 1에 기재된 것과 같은 온도의 온수 중에 무하중 상태로 10초간 침지하여 열 수축시킨 뒤, 25초의 수중에 10초간 침지한 후, 시료의 세로 및 횡방향 길이를 측정하여 아래 식에 따라 구한다.◎ Heat shrinkage rate: Cut into 10cm × 10cm square, immerse for 10 seconds under no load in hot water at the temperature as listed in Table 1, heat shrink and then immerse in water for 25 seconds for 10 seconds Measure the longitudinal and transverse lengths according to the following formula.
열 수축율(%) = 100×(수축전의 길이-수축후의 길이)/(수축전의 길이)Heat shrinkage rate (%) = 100 * (length before contraction-length after contraction) / (length before contraction)
◎ 용융 비저항치(Ω·cm): 275℃로 용융한 칩 또는 필름 안에 한 쌍의 전극판을 삽입하고, 120V의 전압을 가한다. 그 때의 전류를 측정하여 하기 식에 근거한 용융 비저항치 Si(Ω·cm) 를 산출한다.◎ Melt resistivity (Ω · cm): A pair of electrode plates is inserted into a chip or film melted at 275 ° C., and a voltage of 120 V is applied. The current at that time is measured, and the melt specific resistance Si (Ω · cm) based on the following formula is calculated.
Si = (A/I)×(V/io) Si = (A / I) × (V / io)
여기서, A : 전극의 면적(㎠), I : 전극간 거리(㎝), V : 전압(V), io : 전류(A)Where A is the area of the electrode (cm 2), I is the distance between the electrodes (cm), V is the voltage (V), and io is the current (A).
이러한 장치를 이용하여 공중합 폴리에스테르를 제조할 경우 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.When the copolyester is prepared using such a device, the following results can be obtained.
실시예 1 Example 1
테레프탈산 6몰을 기준으로 1,4-사이클로헥산디메탄올이 173g, 에틸렌글리콜이 521g, 폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판(부가몰수=6)이 78g 공중합 된 폴리에스테르 수지를 교반기와 유출 콘덴서를 구비한 3L 반응기에서 혼합하면서 온도를 서서히 255℃까지 끌어올리면서 반응시킨다.173 g of 1,4-cyclohexanedimethanol, 521 g of ethylene glycol, polyoxyethylene- (2,3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (addition mole number = 6) based on 6 moles of terephthalic acid The 78g copolymerized polyester resin was reacted in a 3L reactor equipped with a stirrer and an outflow condenser while gradually raising the temperature to 255 ° C.
이때, 발생하는 물을 계외로 유출시켜 에스테르 반응시키고 물의 발생, 유출이 종료되면 교반기와 냉각 콘덴서 및 진공 시스템이 부착된 중축합 반응기로 내용물을 옮긴다.At this time, the generated water is discharged out of the system to ester reaction, and when the generation of water, the outflow is finished, the contents are transferred to a polycondensation reactor equipped with a stirrer, a cooling condenser and a vacuum system.
에스테르화 반응물에 테트라부틸티타네이트 0.5g이 되도록 첨가하고, 트리에틸포스페이트를 0.4g이 되도록 첨가하며 코발트 아세테이트를 0.5g이 되도록 첨가한 후에 내부온도를 240℃에서 275℃까지 올리면서 압력을 1차로 상압에서 50mmHg까지 40분간 저진공반응을 에틸렌 글리콜을 빼내고 다시 0.1mmHg까지 서서히 감압하여 고진공하에서 원하는 고유점도가 될 때까지 반응시키고 이를 토출하고 칩상으로 절단한다.Add 0.5 g of tetrabutyl titanate to the esterification reaction, add 0.4 g of triethylphosphate, add 0.5 g of cobalt acetate, and increase the internal pressure from 240 ° C to 275 ° C. After 40 minutes of low vacuum reaction from atmospheric pressure to 50mmHg, ethylene glycol was removed, and then gradually decompressed to 0.1mmHg until the desired intrinsic viscosity under high vacuum was discharged and cut into chips.
이렇게 제조된 1,4-사이클로헥산디메탄올 공중합폴리에스테르 수지를 이용하여 제조된 열 수축 필름을 상술한 방법에 의해 유리전이온도, 수축개시온도, 열 수축율 및 용융비저항치 등을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The heat shrink film prepared using the 1,4-cyclohexanedimethanol copolymer polyester resin thus prepared was measured by the above-described method to measure the glass transition temperature, shrinkage start temperature, heat shrinkage rate, and melt resistivity value. Table 1 shows.
실시예 2Example 2
폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판을 390g 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 제조되었으며, 이로부터 측정한 유리전이온도, 수축개시온도, 열 수축율 및 용융비저항치 등을 하기 표 1에 나타내었다.Except for adding 390 g of polyoxyethylene- (2,3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane was prepared in the same manner as in Example 1, the glass transition temperature, shrinkage measured therefrom Initiation temperature, heat shrinkage and melt resistivity are shown in Table 1 below.
비교예 1Comparative Example 1
폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 제조되었으며, 이로부터 측정한 유리전이온도, 수축개시온도, 열 수축율 및 용융비저항치 등을 하기 표 1에 나타내었다.It was prepared in the same manner as in Example 1 except that polyoxyethylene- (2,3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane was not added, and the glass transition temperature and shrinkage measured therefrom were measured. Initiation temperature, heat shrinkage and melt resistivity are shown in Table 1 below.
비교예 2Comparative Example 2
폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판의 부가몰수가 6몰 미만이 주성분인 모노머 80g을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 제조되었으며, 이로부터 측정한 유리전이온도, 수축개시온도, 열 수축율 및 용융비저항치 등을 하기 표 1에 나타내었다.Prepared in the same manner as in Example 1, except that 80 g of a monomer having a main component of less than 6 moles of polyoxyethylene- (2,3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane was added. The glass transition temperature, shrinkage start temperature, heat shrinkage rate, and melt resistivity measured therefrom are shown in Table 1 below.
비교예 3Comparative Example 3
PVC 수지를 이용하여 열 수축 필름을 제조하였으며, 이로부터 측정한 유리전 이온도, 수축개시온도, 열 수축율 및 용융비저항치 등을 하기 표 1에 나타내었다.A heat shrink film was prepared using a PVC resin, and the glass ion ions measured therefrom, shrinkage start temperature, heat shrinkage rate, and melt resistivity value are shown in Table 1 below.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 공중합 폴리에스테르 수지 및 이를 이용한 성형제품은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, and the copolymerized polyester resin and the molded article using the same according to the present invention are not limited thereto, and the technical spirit of the present invention is limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.
상기 실시예 및 비교예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 특정 비스페놀-A 유도체를 이용하여 공중합된 폴리에스테르 수지의 수축개시온도를 낮춤으로써 PVC와 유사한 낮은 온도에서 열 수축이 가능하게 되었고, 이는 필름의 열 수축 공정에서 야기되었던 PET 용기의 변형 또는 백탁을 방지할 수 있고, 수축 속도의 조절이 용이함으로 인해 성형 불량을 감소하는 성과를 얻을 수 있다. As can be seen from the examples and comparative examples, in the present invention, by shrinking the start temperature of the shrinkage of the polyester resin copolymerized using a specific bisphenol-A derivative, it is possible to heat shrink at a low temperature similar to PVC, This can prevent the deformation or turbidity of the PET container caused in the heat shrink process of the film, it is possible to achieve the result of reducing the molding failure due to the easy control of the shrinkage rate.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.
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