KR20190122263A

KR20190122263A - 수지 펠릿의 제조방법

Info

Publication number: KR20190122263A
Application number: KR1020197030211A
Authority: KR
Inventors: 카츠미 시노하라; 츠토무 니탄다
Original assignee: 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2019-10-29
Also published as: TW201900371A; WO2018216550A1; TWI675733B; CN110520463B; EP3613796B1; KR20200128191A; JP6443605B1; JPWO2018216550A1; US11110629B2; CN110520463A; EP3613796A4; US20200406504A1; KR102246739B1; EP3613796A1

Abstract

본 발명의 목적은, 불량 펠릿의 발생이 억제된 수지 펠릿의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 수지 펠릿의 제조방법은, 하기 공정을 가지며, 스트랜드 상의 수지의 직경이 1.5~4.5mm, 인취속도가 1.5m/s~10m/s이고, 다이가, 10 이상의 다이홀을 가지며, 식 2로 정의되는 스트랜드 간격 X가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.
공정1: 용융상태의 열가소성 수지를, 다이로부터 스트랜드 상으로 발출하는 공정
공정2: 발출된 스트랜드 상의 수지를 냉매를 이용하여 냉각하는 공정
공정3: 냉각된 스트랜드 상의 수지를 재단하여 수지 펠릿을 얻는 공정
1.73×a≤X^b≤2.81×a 식 1
a=0.524, b=0.367, X(cm)={(유효 다이플레이트 폭)(cm)-(스트랜드 직경)(cm)×(스트랜드 수-1)}/{(스트랜드 수)-1} 식 2
유효 다이플레이트 폭: 다이의 양단의 다이홀의 외측의 구멍 중심으로부터 외측의 구멍 중심까지의 최대거리

Description

수지 펠릿의 제조방법

본 발명은, 수지 펠릿의 제조방법에 관한 것이다.

열가소성 수지는, 가전제품이나 각종 자동차용 부품, 컴퓨터의 하우징 등의 사출성형재료, 섬사, 편직물 등의 의료품, 타이어코드, 어망, 낚싯줄 등의 공업용 또는 레저용 필라멘트재료, 식품포장용의 필름이나 각종 용기용 시트 혹은 보틀용 재료로서 사용되며, 그 종류에 따라, 고강력, 내마모성, 내피로성, 양호한 염색성, 가스배리어성 등의 화학적, 기계적 성질을 갖고 있다.

통상, 배치식으로 중합한 열가소성 수지는, 중합조 내를 불활성가스로 가압함으로써, 또한, 연속식의 경우는 기어펌프나 스크류 등의 기계적인 동력에 의해 복수의 토출구로부터 스트랜드라 불리는 사상(絲狀)으로 압출된 후, 조립(造粒)장치에 의해 냉각고화·절단하여 펠릿으로서 제품화, 혹은 고상중합용 원료로서 사용된다. 이 공정은 일반적으로 조립공정이라 불린다.

열가소성 수지의 조립에는 여러종류의 방법이 있는데, 비교적 저비용으로 기구가 단순하면서 메인터넌스가 용이하고, 펠릿형상도 안정되어 있는 점으로부터, 용융스트랜드를 냉매로 냉각고화한 후, 커터 등으로 절단하여 펠릿화하는 방법이 일반적이다. 이때, 옆의 스트랜드와 접촉 또는 접착된 상태로 펠릿화되면, 복수의 펠릿이 접착된 이련(二連) 펠릿 및 다련(多連) 펠릿이 생성된다. 또한, 냉각이 불충분한 등의 원인으로, 배출 중에 기포의 생성이 발생하거나 하면, 이형(異形) 펠릿이 생성되는 경우가 있다. 이러한 이련 펠릿, 다련 펠릿, 및 이형 펠릿은, 사출·압출성형시에 공급불량이나 사출성형기, 압출기의 부조(不調)의 원인이 되므로, 일반적으로 체 등의 선별기에 걸러 내어 공정 밖으로 제거된다.

특허문헌 1에는, 이형 펠릿의 발생을 억제하는 것을 목적으로, 특정의 형상을 갖는 폴리아미드 성형용 구금이 기재되어 있다.

일본특허공개 H8-290454호 공보

특허문헌 1에 기재된 폴리아미드 성형용 구금은, 특정의 수지에 맞춘 형상으로 되어 있어, 그 응용범위가 한정된다는 문제가 있고, 동일한 반응조에서 다른 수지를 제조하는 경우에, 성형용 구금을 교환할 필요가 있다.

조립공정에 있어서 이련 펠릿, 다련 펠릿, 이형 펠릿 등의 불량 펠릿이 발생하면, 결과적으로 열가소성 수지 펠릿의 수율이 악화된다는 문제가 있었다.

본 발명은, 이련 펠릿, 그리고 다련 펠릿 및 이형 펠릿 등의 기타 불량 펠릿의 발생이 억제된 수지 펠릿의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자 등은, 상기 과제를 감안하여 예의 검토한 결과, 발출하는 스트랜드 상의 수지의 직경과, 인취속도를 특정의 범위로 하고, 나아가, 스트랜드 간격을 특정의 식을 만족하는 범위로 함으로써, 이련 펠릿, 다련 펠릿, 이형 펠릿 등의 불량 펠릿의 발생이 억제되는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다. 본 발명은, 이하의 〔1〕~〔10〕을 제공한다.

〔1〕 하기 공정1~공정3을 가지며,

공정1: 용융상태의 열가소성 수지를, 다이로부터 스트랜드 상으로 발출하는 공정

공정2: 발출된 스트랜드 상의 수지를 냉매를 이용하여 냉각하는 공정

공정3: 냉각된 스트랜드 상의 수지를 재단하여 수지 펠릿을 얻는 공정

스트랜드 상의 수지의 직경이 1.5~4.5mm이고, 스트랜드 상으로 발출하는 인취속도가 1.5m/s~10m/s이고, 상기 다이가, 10 이상의 다이홀을 가지며, 하기 식 2로 정의되는 스트랜드 간격 X가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지 펠릿의 제조방법.

1.73×a≤X^b≤2.81×a 식 1

여기서, a, b, 및 X는, 이하와 같다.

a=0.524

b=0.367

X(cm)={(유효 다이플레이트 폭)(cm)-(스트랜드 직경)(cm)×(스트랜드 수-1)}/{(스트랜드 수)-1} 식 2

유효 다이플레이트 폭은, 다이의 양단의 다이홀의 외측의 구멍 중심으로부터 외측의 구멍 중심까지의 최대거리이다.

〔2〕 상기 열가소성 수지가 폴리아미드 수지인, 〔1〕에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔3〕 상기 다이홀의 구멍 직경이 0.2~1.5cm인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔4〕 상기 열가소성 수지의 공정1에 있어서의 발출시의 수지온도에 있어서의 용융점도가, 전단속도 122sec^-1의 조건에서, 50~3,000Pa·s인, 〔1〕~〔3〕 중 어느 하나에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔5〕 상기 공정2가, 슬라이더 냉각방식으로 행해지는, 〔1〕~〔4〕 중 어느 하나에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔6〕 상기 공정2에 있어서의 냉매의 온도가 10~70℃인, 〔1〕~〔5〕 중 어느 하나에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔7〕 상기 공정2에 있어서의 냉매가 물인, 〔1〕~〔6〕 중 어느 하나에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔8〕 스트랜드 상의 수지와 냉매와의 접촉시간이, 0.1~6.7초인, 〔1〕~〔7〕 중 어느 하나에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔9〕 상기 열가소성 수지가, 탄소수 4~20의 α,ω-지방족 디카르본산을 30몰% 이상 포함하는 디카르본산 성분과, 자일릴렌디아민 및 비스(아미노메틸)시클로헥산을 합계하여 70몰% 이상 포함하는 디아민성분을 용융중합하여 얻어진 폴리아미드 수지인, 〔1〕~〔8〕 중 어느 하나에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

〔10〕 상기 공정1이, 반응조로부터 열가소성 수지를 가압하에 발출하는 공정이고, 그 압력이 0.1~1MPaG인, 〔1〕~〔9〕 중 어느 하나에 기재된 수지 펠릿의 제조방법.

본 발명에 따르면, 이련 펠릿, 그리고 다련 펠릿 및 이형 펠릿 등의 기타 불량 펠릿의 발생이 억제된 수지 펠릿의 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 다이플레이트로부터 스트랜드를 발출하고 있을 때의 평면모식도의 일 예이다.
도 2는 다이플레이트의 평면도의 다른 일 예이다.
도 3은 다이플레이트로부터 스트랜드를 발출하고 있을 때의 평면모식도의 다른 일 예이다.
도 4는 다이플레이트의 수지의 흐름방향에 있어서의 단면도를 나타내는 일 예이다.

이하, 본 발명을 실시형태를 이용하여 설명한다. 한편, 이하의 설명에 있어서, 수치범위를 나타내는 「A~B」의 기재는, 「A 이상 B 이하」(A<B의 경우), 또는, 「A 이하 B 이상」(A>B의 경우)을 나타낸다. 즉, 끝점인 A 및 B를 포함하는 수치범위를 나타낸다.

또한, 질량부 및 질량%는, 각각, 중량부 및 중량%와 동의이다.

본 발명의 수지 펠릿의 제조방법은, 이하의 공정1~공정3을 갖는다.

또한, 스트랜드 상의 수지의 직경(이하, 「스트랜드 직경」이라고도 한다.)이 1.5~4.5mm이고, 스트랜드 상으로 발출하는 인취속도가 1.5m/s~10m/s이고, 상기 다이가, 10 이상의 다이홀을 가지며, 하기 식 2로 정의되는 스트랜드 간격 X가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.

1.73×a≤X^b≤2.81×a 식 1

여기서, a, b, 및 X는, 이하와 같다.

a=0.524

b=0.367

본 발명에 있어서, 상기의 각 요건을 만족하는 수지 펠릿의 제조방법으로 함으로써, 이련 펠릿, 다련 펠릿, 이형 펠릿 등의 불량 펠릿의 발생이 억제된다. 한편, 본 발명에 있어서, 2개의 스트랜드가 접촉 또는 접착하여 생성된 수지 펠릿을, 이련 펠릿이라 칭하고, 3개 이상의 스트랜드가 접촉 또는 접착하여 생성된 수지 펠릿을, 다련 펠릿이라 한다. 또한, 이련 펠릿, 다련 펠릿을 포함하는, 불량품인 수지 펠릿 전체를, 불량 펠릿이라 총칭하고, 이 불량 펠릿으로부터 이련 펠릿을 제한 불량 펠릿을, 기타 불량 펠릿이라 칭한다. 따라서, 불량 펠릿은, 이련 펠릿 및 기타 불량 펠릿으로 이루어진다.

스트랜드끼리의 접착을 원인으로 하는 이련 펠릿 및 다련 펠릿의 발생이나, 냉각불량을 원인으로 하는 이형 펠릿의 발생은, 스트랜드 간격을 크게 하고, 스트랜드끼리의 접착을 억제함과 함께, 스트랜드에 대한 냉매의 양을 증가함으로써 억제된다고 생각된다. 그러나, 스트랜드 간격을 크게 하면, 제조효율이 저하된다는 문제가 있다.

이에, 발명자 등은, 특정의 스트랜드 직경 및 특정의 인취속도에 있어서, 불량 펠릿의 발생을 억제하면서, 생산성이 우수한 수지 펠릿의 제조방법을 얻는 것을 목적으로 하여, 예의 검토한 결과, 스트랜드끼리의 접착의 발생이, 냉각 중의 스트랜드의 흔들림에 기인하는 것이며, 스트랜드 간격 X를 이용하면, 특정의 수식에 잘 합치하고, 그 발생확률이 정규분포적 거동을 나타내는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.

불량 펠릿의 발생에 있어서는, 특히 이련 펠릿의 발생이 많으며, 또한, 이련 펠릿의 발생을 억제함으로써, 다련 펠릿을 포함하는 기타 불량 펠릿의 발생도 억제되는 것을 발견하였다.

이하, 도면을 참조하여 설명한다. 한편, 이하의 설명에 있어서, 동일한 부호는 동일한 대상을 나타낸다.

도 1은, 본 발명에 사용되는 다이플레이트로부터 스트랜드를 발출하고 있을 때의 평면모식도의 일 예이다. 도 1은, 배출되는 측, 즉 반응조의 외측으로부터, 다이플레이트를 관찰하고 있으며, 스트랜드의 흐름방향을 화살표로 나타내고 있다.

다이플레이트(10)에는, 다이홀(12)이 마련되어 있으며, 그 수는, 합계하여 10 이상이다. 다이홀(12)의 수는, 사용하는 반응조의 크기에도 의존하나, 바람직하게는 20 이상, 보다 바람직하게는 32 이상, 더욱 바람직하게는 42 이상이고, 그리고, 바람직하게는 120 이하, 보다 바람직하게는 108 이하, 더욱 바람직하게는 98 이하이다.

본 발명에 있어서, 스트랜드 간격 X(cm)는, 하기 식 2로 정의된다.

여기서, 유효 다이플레이트 폭이란, 다이의 양단의 다이홀의 일방의 외측의 구멍 중심으로부터 타방의 외측의 구멍 중심까지의 최대거리이다. 도 1 중, 유효 다이플레이트 폭은, D_max로 표시되어 있다. 유효 다이플레이트 폭은, 양단의 스트랜드의 다이홀의 외측의 구멍 중심으로부터 외측의 구멍 중심까지의 최대거리이고, 후술하는 공정2가 슬라이더 냉각방식으로 행해지는 경우에는, 슬라이더 상의 양단의 스트랜드의 다이홀의 외측의 구멍 중심으로부터 외측의 구멍 중심까지의 거리이다. 도 1 중, 스트랜드 직경은 St로 나타나 있다.

한편, 도 2에 나타내는 바와 같이, 원형의 다이를 사용하는 경우에, 유효 다이플레이트 폭은, D_max로 표시되는 바와 같이, 스트랜드의 발출방향에 수직, 즉, 슬라이더 냉각방식의 경우에는, 냉매의 흐름방향(슬라이더방향)에 수직인 방향에 있어서의, 다이의 양단의 다이홀의 외측의 구멍 중심으로부터 외측의 구멍 중심까지의 거리이다.

본 발명에 있어서, 공정1에 있어서 발출된 스트랜드 상의 수지의 직경(스트랜드 직경, 도 1 중 St)은, 1.5~4.5mm이다. 스트랜드 직경이 1.5mm 미만이면, 단위시간당 반응조로부터 용융상태의 열가소성 수지를 발출하는 속도가 느려져, 수지 펠릿의 생산성이 저하된다. 또한, 4.5mm를 초과하면, 냉매에 의한 스트랜드의 냉각이 불충분해질 우려가 있다.

스트랜드 직경은, 바람직하게는 1.8mm 이상, 보다 바람직하게는 2mm 이상, 더욱 바람직하게는 2.2mm 이상이고, 그리고, 바람직하게는 4.2mm 이하, 보다 바람직하게는 3.8mm 이하, 더욱 바람직하게는 3.5mm 이하이다.

한편, 스트랜드 직경(St(cm))은, 다이홀 1구멍당 폴리머유량(B(cm³/s)) 및 인취속도(C(cm/s))를 이용하여, 이하의 식 3으로 표시된다.

St=2×{(B/C)÷π}^0.5 식 3

공정1에 있어서, 스트랜드 상으로 발출하는 인취속도는, 1.5m/s~10m/s이다. 인취속도가 1.5m/s 미만이면, 단위시간당 반응조로부터 용융상태의 열가소성 수지를 발출하는 속도가 느려져, 수지 펠릿의 생산성이 저하된다. 또한, 10m/s를 초과하면, 냉매에 의한 스트랜드의 냉각이 불충분해질 우려가 있다.

인취속도는, 바람직하게는 1.8m/s 이상, 보다 바람직하게는 2.1m/s 이상, 더욱 바람직하게는 2.3m/s 이상이고, 그리고, 바람직하게는 7m/s 이하, 보다 바람직하게는 5m/s 이하, 더욱 바람직하게는 4.4m/s 이하, 더욱더 바람직하게는 4.0m/s 이하, 더욱더 바람직하게는 3.8m/s 이하이다.

한편, 본 발명에 있어서, 인취속도(m/s)란, 공정3에 있어서의 재단 직전의 스트랜드의 인취속도를 의미하며, 실질적으로는, 재단용의 커터에 스트랜드를 보내는, 도입용의 인취롤의 회전속도로 근사된다.

본 발명자 등은, 냉매 중에서 인취되고 있는 스트랜드가 흔들림으로써, 인접하는 스트랜드와 접촉되고, 접착되기 때문에, 이련 스트랜드가 생성되는 것에 착안하여, 스트랜드 간격 X와, 이련 펠릿의 발생확률은, 정규분포적인 상관을 나타낸다고 생각되어, 검토한 바, 스트랜드 간격 X만으로는, 충분한 정규분포적인 상관이 얻어지지 않았다.

이에, 예의 검토한 결과, 스트랜드 간격 X의 b승과, 이련 펠릿의 발생확률은 정규분포와 잘 일치하며, 또한, 그때에 표준편차로서 특정의 값(a)을 채용함으로써, 실제의 이련 펠릿의 발생확률과 잘 일치하는 것을 발견하였다.

이련 펠릿의 발생을 8.5% 미만으로 억제함으로써, 불량 펠릿 전체의 발생이 10% 이하로 억제된다고 생각되며, X^b의 하한으로서, 정규분포로부터 벗어나는 면적이 8.5% 미만이 되는, 1.73×a(표준편차)를 선택하였다.

나아가, 스트랜드 간격 X를 크게 한다면, 이련 펠릿의 발생확률은 감소하지만, 이련 펠릿의 발생이 0.5% 미만이면, 수율은 양호하지만, 수지 펠릿의 생산성이 저하되고, 경제적 효과는 낮다고 생각되어, 정규분포로부터 벗어나는 면적이 0.5% 이상이 되는, 2.81×a(표준편차)를 X^b의 상한으로 하여 선택하였다.

이에 따라, X^b는, 이하의 식 1을 만족할 필요가 있다.

1.73×a≤X^b≤2.81×a 식 1

식 1 중의 a 및 b가, a=0.524, b=0.367을 채용함으로써, 실측한 이련 펠릿의 발생확률과, 식 1로부터 산출되는 발생확률이 잘 일치하는 것을 발견하였다.

한편, 이련 펠릿의 발생을 0.5% 이상 5% 이하로 하기 위해서는, 상기 식 1로부터, (1.96×a≤X^b≤2.81×a)를 만족하도록 X를 선택하면 되는 것이 도출된다.

또한, 이련 펠릿의 발생을 1% 이상 5% 이하로 하기 위해서는, 상기 식 1로부터, (1.96×a≤X^b≤2.58×a)를 만족하도록 X를 선택하면 되는 것이 도출된다.

본 발명에 있어서, 다이홀의 구멍 직경(도 1 및 도 3 중의 Dh)은, 0.2~1.5cm(2~15mm)인 것이 바람직하다. 다이홀의 구멍 직경은, 호적한 스트랜드 직경이 되도록, 인취속도와의 관계에서 적당히 선택하면 되는데, 발출의 용이성 등을 고려하여, 상기의 범위가 바람직하다.

한편, 다이홀의 구멍 직경이란, 다이홀이 원형인 경우에는, 다이홀의 직경을 의미하고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 원형이 아닌 경우에는, 스트랜드의 발출방향에 수직한 방향에서의 최대 직경을 의미한다. 또한, 다이홀의 구멍 직경은, 스트랜드 출구에서의 구멍 직경을 의미한다.

다이홀의 구멍 직경은, 보다 바람직하게는 0.42cm 이상, 더욱 바람직하게는 0.62cm 이상이고, 그리고, 보다 바람직하게는 1.18cm 이하, 더욱 바람직하게는 0.98cm 이하이다.

한편, 복수 존재하는 다이홀의 구멍 직경은, 다이의 전체에 있어서 동일할 필요는 없고, 예를 들어, 배출압력이 부가되기 쉬운 코트 행거 다이에 있어서, 다이의 중앙부에서는 다이홀을 작게 하고, 배출압력이 부가되기 어려운 다이의 양단 부근에서는 다이홀을 크게 하기 등을 행할 수도 있다.

다이홀의 홀형상은, 원형, 타원형, 다각형, 별모양, 또는 이들 중 일부의 형상(반원형, 반타원형 등), 나아가, 이들을 조합한 형상(장방형의 양단에 반원을 붙인 형상 등) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 다이홀의 형상은, 원형 또는 타원형인 것이 바람직하고, 원형인 것이 보다 바람직하다.

또한, 다이홀의 수지의 입구(반응조 내부측)로부터 출구까지의 형상은, 공지의 형상이면 특별히 한정되지 않는다. 도 4는, 바람직한 다이플레이트(10)의 수지의 흐름방향에 있어서의 단면도를 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 수지의 체류를 억제하는 관점으로부터, 다이플레이트(10)의 다이홀(12)의 구멍 직경이, 입구측에서 넓고, 서서히 좁아짐과 함께, 출구에 가까운 부분에서는 일정거리, 출구부의 다이홀과 동일한 형상인 것이 바람직하다. 한편, 도 4 중, 수지의 흐름을 화살표로 나타내고 있다.

본 발명에 있어서, 열가소성 수지의 공정1에 있어서의 발출시의 수지온도에 있어서의 용융점도는, 전단속도 122sec^-1의 조건에서, 50~3,000Pa·s인 것이 바람직하다.

발출시의 수지온도에 있어서의 용융점도가, 전단속도 122sec^-1의 조건에서, 50Pa·s 이상이면, 용융 수지가 과도하게 유연해지는 일 없이, 스트랜드 상태를 유지하여, 파단이 억제되고, 게다가, 일정 직경의 스트랜드를 얻기 쉬우므로 바람직하다. 또한, 3,000Pa·s 이하이면, 용융상태의 열가소성 수지를 다이로부터 스트랜드 상으로 발출할 수 있고, 또한, 과잉의 압력없이, 발출할 수 있으므로 바람직하다.

상기 용융점도는, 보다 바람직하게는 90Pa·s 이상, 더욱 바람직하게는 160Pa·s 이상이고, 보다 바람직하게는 1,800Pa·s 이하, 더욱 바람직하게는 780Pa·s 이하이다.

상기 용융점도는, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정된다.

[공정1~공정3]

본 발명의 수지 펠릿의 제조방법은, 상기 공정1~공정3을 갖는다. 이하, 각각의 공정에 대하여 설명한다.

〔공정1〕

공정1은, 용융상태의 열가소성 수지를, 다이로부터 스트랜드 상으로 발출하는 공정이다. 한편, 공정1은, 용융상태의 열가소성 수지를, 이 열가소성 수지를 중합한 반응조로부터, 다이를 통하여 스트랜드 상으로 발출하는 공정인 것이 바람직하다.

용융상태의 열가소성 수지를 다이로부터 스트랜드 상으로 발출하는 방법으로는, 압출기, 기어펌프, 가압된 용융중합 반응조에 접속된 배관 등을 통하여, 용융상태의 열가소성 수지를 다이에 인도하고, 다이의 선단에 마련된 다이홀로부터 스트랜드 상으로 토출하는 것이 바람직하다.

공정1은, 반응조(바람직하게는 중합 반응조)로부터, 열가소성 수지를 가압하에 발출하는 공정인 것이 바람직하고, 그 압력이 0.1~1MPaG인 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 반응조로부터의 압출압력이 작고, 냉각 중의 스트랜드의 흔들림이 큰 경우여도, 불량 펠릿의 발생이 억제되어, 수지 펠릿의 생산성이 우수하다.

상기 압력은, 보다 바람직하게는 0.2~0.8MPaG, 더욱 바람직하게는 0.25~0.55MPaG이다.

〔공정2〕

공정2는, 발출된 스트랜드 상의 수지를 냉매를 이용하여 냉각하는 공정이다.

공정2에서는, 스트랜드 상의 열가소성 수지를, 냉매와 접촉시키고, 스트랜드 상의 수지를 냉매와 함께 재단기(펠리타이저)로 인도한다.

공정2에서 사용되는 냉매는, 액상 유체이며, 스트랜드 상의 수지를 냉각하는 능력이 있고, 스트랜드를 용해 또는 열화시키는 것이 아니면 특별히 한정되지 않으나, 취급의 용이함, 및 비용의 관점으로부터, 물이 특히 바람직하다.

냉매의 온도는 특별히 한정되지 않으나, 냉매로서 물을 사용하는 경우, 바람직하게는 10~70℃, 보다 바람직하게는 15~60℃, 더욱 바람직하게는 20~50℃이다.

한편, 냉매는, 정전기방지제, 살균제, 스케일방지제 등의 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다. 또한, 순환시켜 사용하는 경우에는, 필터 등에 의해, 스트랜드 절단에 의해 발생하는 절분(切粉)을 제거하는 것이 바람직하다.

공정2는, (i)스트랜드 상의 수지를 조 내에 충전된 냉매에 침지하는 방법이나, (ii)슬라이더 상을 흐르는 냉매와 스트랜드 상의 수지를 접촉시키는 방법이 예시되는데, 냉각효율이나, 장치의 간편함의 관점으로부터, 상기 (ii)의 방법이 바람직하다.

즉, 공정2는, 슬라이더 냉각방식으로 행해지는 것이 바람직하고, 슬라이더 냉각방식이란, 스트랜드 상의 수지를 냉매가 흐르는 슬라이더를 따르게 하면서 이 냉매에 접촉시킴으로써 행하는 냉각방식이다.

슬라이더의 길이는 특별히 한정되지 않으나, 충분히 냉각하는 관점으로부터, 바람직하게는 1~10m, 보다 바람직하게는 1.5~7.5m, 더욱 바람직하게는 2~5m이다.

또한, 냉매와의 접촉시간은, 인취속도와 슬라이더의 길이에 따라 결정되는데, 바람직하게는 0.1~6.7초, 보다 바람직하게는 0.2~4.3초, 더욱 바람직하게는 0.4~3.3초, 더욱더 바람직하게는 0.5~2.2초이다.

한편, 냉매와의 접촉시간은, 반응조로부터 스트랜드 상으로 발출되고, 냉매와 접촉하고 나서, 펠리타이저로 재단되기 직전까지의 시간을 의미한다.

또한, 슬라이더를 흐르는 냉매의 유량은, 스트랜드 상의 수지에 대해, 바람직하게는 1~100체적배이고, 보다 바람직하게는 3~48체적배이고, 더욱 바람직하게는 6~38체적배이다.

〔공정3〕

공정3은, 냉각된 스트랜드 상의 수지를 재단하여 수지 펠릿을 얻는 공정이다. 공정3에서는, 냉각된 스트랜드 상의 수지가, 상기 서술한 인취속도로 펠리타이저(재단기)에 보내지고, 재단된다. 한편, 스트랜드 상의 수지는, 재단가능한 정도로 냉각되어 있으면 된다.

재단되어 얻어진 수지 펠릿의 길이는, 바람직하게는 0.3~9mm, 보다 바람직하게는 1.2~4.8mm, 더욱 바람직하게는 2.2~3.8mm이다.

본 발명에 있어서, 공정3의 후에, 수지 펠릿을 건조하는 공정을 갖는 것이 바람직하고, 또한, 다시 이어서, 수지 펠릿의 사이즈 선별기 등에 의해, 불량 펠릿을 제거하는 공정을 갖는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에서 사용되는 열가소성 수지에 대하여 설명한다.

<열가소성 수지>

열가소성 수지로는 특별히 한정되지 않고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리아세트산비닐, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌 수지(AS 수지) 등의 비닐계 폴리머; (메트)아크릴산 및 그의 에스테르에서 유래하는 구성단위를 갖는 아크릴폴리머; 폴리올과 폴리이소시아네이트와의 중부가에 의해 얻어지는 폴리우레탄; 폴리카보네이트; 폴리아세탈; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지; 폴리아미드; 폴리아미드이미드 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지와 같은 비교적 유리전이온도가 낮은 수지에서는, 스트랜드가 접촉하면 융착되기 쉬운데다가, 강성이나 인성이 우수하므로, 스트랜드를 자를 때에 영향을 받기 쉽고, 본 발명에 있어서 호적하게 사용할 수 있다.

특히, 메타자일릴렌아디파미드(메타자일릴렌디아민과, 아디프산과의 중축합에 의해 얻어지는 폴리아미드)와 같은 폴리머주쇄에 메타자일렌기를 함유하는 폴리아미드는 고탄성률의 폴리머이고, 스트랜드의 경도가 높으므로 비교적 조립공정의 조건변화의 영향을 받기 쉬운 경향이 있으므로, 본 발명에 있어서 호적하게 사용할 수 있다.

〔폴리아미드 수지〕

이하, 본 발명에 있어서 열가소성 수지로서 호적하게 사용되는 폴리아미드 수지에 대하여 설명한다.

폴리아미드 수지는, 디아민성분과 디카르본산 성분의 중축합에 의해 얻어진 폴리아미드인 것이 바람직하고, 용융중축합법에 의해 행하는 것이 바람직하다.

용융중축합법의 호적한 예로는, 디아민을 용융한 디카르본산에 직접 첨가하여 중축합하는, 이른바 직접중합법을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 반응조 중에서 용융상태에 있는 디카르본산을 교반하면서, 디아민을 연속적 또는 간헐적으로 첨가하고, 축합수를 제거하면서 중축합함과 함께, 디아민을 첨가하는 동안, 생성되는 폴리머의 융점보다 하회하지 않도록 반응온도를 상승시킨다. 여기서, 디아민을 첨가하는 동안, 반응계를 가압하는 것이 바람직하다. 또한, 디아민 첨가가 종료된 후에도, 바람직하게는 가압을 계속하면서, 생성되는 폴리아미드의 융점보다 하회하지 않도록 온도를 제어하면서 추가로 반응을 계속해도 된다. 단, 이상의 반응에 대해서는, 상압에서 실시해도 된다. 그 후, 점차 감압하여 상압 미만의 압력으로 하여 추가로 일정시간 반응을 계속해도 된다. 한편, 본 제조방법에 있어서의 반응온도의 상한값은, 통상, 얻어지는 폴리아미드의 융점+30℃ 정도 이하로 제어된다.

본 제조방법에 있어서 사용되는 디아민 및 디카르본산에 대해서는 후술하나, 사용되는 전체디아민에 있어서의 각 디아민(메타자일릴렌디아민 등)의 종류별 함유비율(몰%)은, 상기한 폴리아미드 중의 디아민단위에 있어서의 각 디아민 유래의 종류별 구성단위의 비율(몰%)과 동일하다. 디카르본산에 대해서도 동일하다.

또한, 용융중축합법은, 직접중합법으로 한정되지 않고, 디카르본산과, 디아민으로 이루어지는 나일론염을, 물의 존재하, 가압하에서 가열하여 행하는 나일론염법으로 행할 수도 있다.

더 나아가서는, 중축합반응은, 디아민 및 디카르본산으로 이루어지는 폴리아미드의 올리고머를 압출기로 용융혼련하여 반응시키는 반응압출법으로 행할 수도 있다. 반응압출법은, 충분히 반응시키기 위해서는, 반응압출에 적합한 스크류를 이용하고, L/D가 비교적 큰 2축 압출기를 이용하는 것이 바람직하다.

중축합이 종료되어 얻어진 용융상태에 있는 폴리아미드는, 예를 들어 반응조의 저부에 구비된 다이로부터 스트랜드 상으로 발출한다. 여기서, 다이의 형상에 대해서는 후술한다. 또한, 스트랜드를 발출할 때의 폴리아미드의 온도는, 폴리아미드가 용융상태로 유지되도록, 폴리아미드의 융점 이상이면 되는데, 융점 이상, (융점+30℃) 이하의 온도인 것이 바람직하다.

≪디카르본산단위≫

본 발명에 호적한 폴리아미드 중의 디카르본산단위는, 탄소수 4~20의 α,ω-지방족 디카르본산을 30몰% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 탄소수 4~20의 α,ω-지방족 디카르본산으로는, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 1,9-노난디카르본산(별명: 노나메틸렌디카르본산), 1,10-데칸디카르본산(별명: 데카메틸렌디카르본산) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아디프산 및 세바스산이 보다 바람직하다.

탄소수 4~20의 α,ω-지방족 디카르본산 이외의 디카르본산단위로는, 1,3-시클로헥산디카르본산, 1,4-시클로헥산디카르본산 등의 지환족 디카르본산; 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 자일릴렌디카르본산, 나프탈렌디카르본산 등의 방향족 디카르본산 등이 예시되는데, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

≪디아민단위≫

폴리아미드 중의 디아민성분으로는, 자일릴렌디아민 및 비스(아미노메틸)시클로헥산으로부터 선택되는 디아민을 합계하여 70몰% 이상 포함하는 디아민성분인 것이 바람직하다.

자일릴렌디아민으로는, 오르토자일릴렌디아민, 메타자일릴렌디아민, 파라자일릴렌디아민의 어느 것이어도 되고, 또한, 복수의 종류를 혼합하여 사용할 수도 있는데, 메타자일릴렌디아민, 파라자일릴렌디아민, 또는 그의 혼합물이 바람직하고, 메타자일릴렌디아민 단독, 또는 메타자일릴렌디아민과 파라자일릴렌디아민과의 혼합물이 보다 바람직하다.

또한, 비스(아미노메틸)시클로헥산은, 1,3- 또는 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산인 것이 바람직하다. 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산 및 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산에는, 시스체와 트랜스체가 존재하는데, 내열성 등의 관점으로부터, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산에서는, 시스체/트랜스체비는, 바람직하게는 50/50~100/0, 보다 바람직하게는 55/45~100/0, 더욱 바람직하게는 65/35~100/0이다. 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산에서는, 시스체/트랜스체비는, 바람직하게는 60/40~0/100, 보다 바람직하게는 40/60~0/100, 더욱 바람직하게는 25/75~0/100이다.

폴리아미드에 있어서, 자일릴렌디아민 및 비스(아미노메틸)시클로헥산 이외의 디아민으로는, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 2,2,4- 또는 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민 등의 지방족 디아민; 1,3- 또는 1,4-디아미노시클로헥산, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 2,2-비스(4-아미노시클로헥실)프로판, 비스(아미노메틸)데칼린, 비스(아미노메틸)트리시클로데칸 등의 지환족 디아민; 비스(4-아미노페닐)에테르, 파라페닐렌디아민, 비스(아미노메틸)나프탈렌 등의 방향환을 갖는 디아민류 등을 예시할 수 있는데, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

이들 중에서도, 폴리아미드 수지로는, (1)아디프산 및 세바스산으로부터 선택되는 디카르본산을 합계하여 40몰% 이상, 바람직하게는 50몰% 이상 포함하는 디카르본산 성분과, 비스(아미노메틸)시클로헥산을 70몰% 이상 포함하는 디아민성분을 용융중합하여 얻어지는 폴리아미드 수지, (2)아디프산 및 세바스산으로부터 선택되는 디카르본산을 합계하여 70몰% 이상 포함하는 디카르본산 성분과, 메타자일릴렌디아민 및 파라자일릴렌디아민으로부터 선택되는 디아민을 합계하여 70몰% 이상 포함하는 디아민성분을 용융중합하여 얻어지는 폴리아미드 수지, (3)아디프산 및 세바스산으로부터 선택되는 디카르본산을 합계하여 30몰% 이상, 그리고 이소프탈산을 1~70몰%포함하는 디카르본산 성분과, 메타자일릴렌디아민 및 파라자일릴렌디아민으로부터 선택되는 디아민을 합계하여 70몰% 이상 포함하는 디아민성분을 용융중합하여 얻어지는 폴리아미드 수지가 바람직하게 예시된다.

상기 용융중합은, 중축합반응이고, 이 중합반응에 있어서는, 디카르본산 성분과 디아민성분은, 인원자함유 화합물 존재하 중축합되어도 된다. 이와 같이, 인원자함유 화합물이 존재함으로써, 폴리아미드의 중합성을 양호하게 할 수 있음과 함께, 폴리아미드의 착색을 방지할 수 있다.

인원자함유 화합물로는, 디메틸포스핀산, 페닐메틸포스핀산 등의 포스핀산 화합물; 차아인산, 차아인산나트륨, 차아인산칼륨, 차아인산리튬, 차아인산마그네슘, 차아인산칼슘, 차아인산에틸 등의 디아인산 화합물; 포스폰산, 포스폰산나트륨, 포스폰산칼륨, 포스폰산리튬, 포스폰산칼륨, 포스폰산마그네슘, 포스폰산칼슘, 페닐포스폰산, 에틸포스폰산, 페닐포스폰산나트륨, 페닐포스폰산칼륨, 페닐포스폰산리튬, 페닐포스폰산디에틸, 에틸포스폰산나트륨, 에틸포스폰산칼륨 등의 포스폰산 화합물; 아포스폰산, 아포스폰산나트륨, 아포스폰산리튬, 아포스폰산칼륨, 아포스폰산마그네슘, 아포스폰산칼슘, 페닐아포스폰산, 페닐아포스폰산나트륨, 페닐아포스폰산칼륨, 페닐아포스폰산리튬, 페닐아포스폰산에틸 등의 아포스폰산 화합물; 아인산, 아인산수소나트륨, 아인산나트륨, 아인산리튬, 아인산칼륨, 아인산마그네슘, 아인산칼슘, 아인산트리에틸, 아인산트리페닐, 피로아인산 등의 아인산 화합물 등을 들 수 있다.

이들 중에서도 특히 차아인산나트륨, 차아인산칼슘, 차아인산칼륨, 차아인산리튬 등의 차아인산금속염이, 중축합반응을 촉진하는 효과가 높으며 착색방지효과도 우수하므로 바람직하게 이용되고, 특히 차아인산나트륨이 바람직하다. 한편, 본 발명에서 사용할 수 있는 인원자함유 화합물은 이들 화합물로 한정되지 않는다.

인원자함유 화합물은, 폴리아미드 펠릿 중에 함유되는 인원자농도 환산으로 1~1,500ppm이 되도록 배합되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~800ppm이고, 더욱 바람직하게는 1~500ppm이다. 1ppm 이상이면, 적절한 속도로 중축합반응이 진행됨과 함께, 중축합반응 중에 착색이 생기기 어렵다. 1,500ppm 이하이면, 얻어지는 폴리아미드가 겔화하기 어렵고, 또한, 인원자함유 화합물에 기인한다고 생각되는 피시아이의 성형품 중으로의 혼입도 저감할 수 있어, 성형품의 외관이 양호해진다.

중합반응은, 인원자함유 화합물에 더하여 알칼리금속 화합물 존재하에서, 행해져도 된다. 알칼리금속 화합물을 배합함으로써, 아미드화 반응속도가 조정되고, 인원자함유 화합물을 첨가함에 따라 발생할 우려가 있는 겔화를 방지할 수 있다.

알칼리금속 화합물 및 상기 서술한 인원자함유 화합물은, 통상, 디카르본산 성분과 디아민성분이 반응하기 전에 반응계에 첨가된다.

알칼리금속 화합물로는, 알칼리금속수산화물이나 알칼리금속아세트산염, 알칼리금속탄산염, 알칼리금속알콕사이드 등이 바람직하다. 본 발명에서 이용할 수 있는 알칼리금속 화합물의 구체예로는, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐, 수산화세슘, 아세트산리튬, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 아세트산루비듐, 아세트산세슘, 나트륨메톡사이드, 나트륨에톡사이드, 나트륨프로폭사이드, 나트륨부톡사이드, 칼륨메톡사이드, 리튬메톡사이드, 탄산나트륨 등을 들 수 있는데, 이들 화합물로 한정되는 일 없이 이용할 수 있다. 한편, 폴리아미드 펠릿에 있어서의 인원자함유 화합물과 알칼리금속 화합물의 비율(몰비)은, 중합속도제어의 관점이나, 황색도를 저감하는 관점으로부터, 인원자함유 화합물/알칼리금속 화합물=1.0/0.05~1.0/1.5의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 1.0/0.1~1.0/1.2, 더욱 바람직하게는, 1.0/0.2~1.0/1.1이다.

또한, 반응계에는, 디아민, 디카르본산, 인원자함유 화합물, 알칼리금속 화합물 이외에도, 분자량조정제 등의 기타 첨가제나 후술하는 기타 모노머 등이 추가로 첨가되어 있을 수도 있다.

본 발명의 폴리아미드는, 디아민단위 및 디카르본산단위 이외에도, ε-카프로락탐, ω-라우로락탐, ω-에난트락탐 등의 락탐류, 6-아미노카프론산, 7-아미노헵탄산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산, 9-아미노노난산, 파라아미노메틸안식향산 등의 아미노산 등의 기타 모노머성분 유래의 단위를, 성능을 손상시키지 않는 범위에서 함유하고 있을 수도 있다. 단, 디아민단위 및 디카르본산단위는, 폴리아미드에 있어서 주성분이 되고, 이들의 합계량은, 특별히 한정되지 않으나, 통상, 전체구성단위의 80몰% 이상 정도, 바람직하게는 90몰% 이상이다.

또한, 본 발명의 폴리아미드 펠릿에는, 그 성능을 손상시키지 않는 범위에서, 폴리아미드 이외의 다른 임의성분이 적당히 함유될 수도 있다. 단, 폴리아미드는, 펠릿에 있어서의 주성분이 되고, 그 함유량은, 펠릿 전체에 대해, 특별히 한정되지 않으나, 통상, 80질량% 이상 정도, 바람직하게는 90질량% 이상이다.

본 발명의 수지 펠릿은, 필요에 따라 다른 임의성분을 혼합한 다음에, 사출성형, 블로우성형, 압출성형, 압축성형, 연신, 진공성형 등의 공지의 성형방법에 의해, 원하는 형상의 성형품으로 성형하는 것이 가능하다. 성형품으로는, 특별히 한정되지 않으나, 필름, 시트, 적층필름, 적층시트, 튜브, 호스, 파이프, 중공용기, 보틀, 섬유, 각종 형상의 부품 등 여러가지 것을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 수지 펠릿은, 추가로 고상중합함으로써, 고분자량화 및 결정화한 펠릿으로 할 수도 있다. 고분자량화 및 결정화한 펠릿도, 상기와 마찬가지로, 각 성형방법으로 각종 성형품으로 성형가능하다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은, 이들 실시예로 제한되는 것은 아니다.

(용융점도의 측정)

용융점도는 얻어진 펠릿을 이하의 조건으로 측정함으로써, 계측하였다.

(주)토요정기(Toyoseiki Seisaku-sho,Ltd.)제의 캐필로그래프(Capillograph) D-1을 사용하고, 다이: 1mmφ×10mm길이, 외관의 전단속도 122sec^-1, 측정온도를 발출할 때의 수지온도, 수지의 예열시간 6분, 수지의 수분율 0.06질량% 이하의 조건으로 측정하였다.

[실시예 1]

<폴리아미드의 제조>

온조된 오일이 유통되는 분축기, 전축기, 질소가스도입관, 반응조전면을 오일이 유통되는 재킷으로 덮이고, 디아민 적하용의 탱크 및 펌프를 구비한 500리터 스테인리스제 회분식 반응장치를 이용하여, 다음과 같이 폴리아미드를 합성하였다.

아디프산(순도 99.85질량%) 150.0kg(1024.9mol)을 투입하고, 충분히 질소치환한 후, 압력 0.3MPaG로 교반하면서 아디프산을 190℃까지 가열하였다. 온도도달 후, 메타자일릴렌디아민(순도 99.99질량%) 138.8kg(1018.8mol)을, 반응장치 내의 압력을 0.3MPaG로 유지하면서 80분에 걸쳐 적하하였다. 디아민의 적하 종료시의 온도가 240℃가 되도록 가열을 조정하고, 분축기출구측 증기온도를 143~147℃로 제어하고, 유출(留出)되는 증기는 전축기를 통과하여 응축시키고, 계 외로 방출하였다. 디아민 적하 종료 후, 교반하면서 압력 0.3MPaG로 20분간 유지한 후, 0.01MPa/분의 속도로 30분에 걸쳐 상압까지 낙압하고, 추가로 80kPa까지 감압하여 다시 20분간 교반유지하였다. 디아민 적하 종료부터 감압 종료까지 반응액온을 256℃까지 승온하였다.

<수지 펠릿의 제조>

〔공정1〕

반응 종료 후, 교반을 정지하고, 질소로 반응장치 내를 0.37MPaG로 가압하여 용융폴리머를 장치보텀의 다이밸브를 통과하여, 유효 다이플레이트 폭 27.55cm, 다이구멍 직경 0.74cm의 스트랜드다이로부터, 256℃에서 다이홀당, 21.63cm³/s의 유량으로, 20개의 스트랜드로서 발출하였다. 이 스트랜드의 용융점도는, 전단속도 122sec^-1의 조건에서, 246Pa·s였다.

〔공정2〕

발출한 스트랜드는, 30℃의 냉각수를 30m³/h로 흘리고 있는 2.3m의 워터슬라이더형 냉각수조에서 냉각하면서, 펠리타이저에 의해 인취(引取り)하면서 절단하여 펠릿화하였다. 이때의 스트랜드 직경은 0.29cm이고, 스트랜드 간격은 1.16cm였다. 펠리타이저에 있어서의 커터의 인취속도는 3.3m/s이고, 이때의 냉각수와의 접촉시간은 0.7초였다.

〔공정3〕

냉각된 스트랜드는, 로터리커터로 절단되고, 얻어진 펠릿은, 길이 3.0mm, 장경 3.1mm, 단경 2.6mm의 펠릿이 얻어졌다.

얻어진 수지 펠릿에 대하여, 이 불량품을 이련 펠릿과 기타 불량 펠릿으로 선별하였다. 선별방법은, 얻어진 펠릿으로부터 약 100g 샘플링을 행하고, 육안으로, 이련 펠릿 및 기타 불량 펠릿을 선별하고, 그 질량을 측정하였다. 기타 불량 펠릿은 삼련 펠릿 이상 및 이형 펠릿의 총합으로 하였다. 불량률은 이련 또는 기타 불량 펠릿의 질량을, 샘플링한 펠릿의 총량으로 나눈 것으로 하였다.

결과를 이하의 표 2에 나타낸다.

[실시예 2 및 3, 그리고 비교예 1~3]

사용한 다이 및 제조조건을 이하와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 수지 펠릿을 제조하였다. 이련 펠릿 및 기타 불량 펠릿의 평가 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.

실시예 1~3 및 비교예 1~3에 있어서 사용한 다이플레이트, 폴리머, 펠리타이징 조건, 및 얻어진 펠릿에 대하여 이하의 표 1(a)~표 1(d)에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

식 1을 만족하는 실시예 1에서는, 이련 펠릿의 발생이 4.4%로 억제되어 있었으며, 또한, 전체적으로 불량 펠릿(이련 펠릿과 기타 불량 펠릿의 합계)의 발생도 4.9%로 억제되었다. 또한, 실시예 2에서는, 이련 펠릿의 발생이 4.2%로 억제되어 있었으며, 또한, 전체적으로 불량 펠릿(이련(二練) 펠릿과 기타 불량 펠릿의 합계)의 발생도 4.6%로 억제되었다. 나아가, 실시예 3에서는, 이련 펠릿의 발생이 7.6%로 억제되었으며, 전체적으로 불량 펠릿의 발생률도 9.0%였다.

한편, 식 1을 만족하지 않는 비교예 1에서는, 이련 펠릿의 발생이 10.4%이고, 또한, 전체적으로 불량 펠릿의 발생도 12.7%였다. 마찬가지로, 식 1을 만족하지 않는 비교예 2에서는, 이련 펠릿의 발생이 12.2%이고, 또한, 전체적으로 불량 펠릿의 발생이 15.2%였다. 나아가, 비교예 3에서는, 이련 펠릿의 발생이 20.1%이고, 전체적으로 불량 펠릿의 발생이 27.4%였다.

여기서, 실시예 1의 스트랜드 간격 X는, 1.16cm이고, 하기 표 3에 나타내는 바와 같이, 정규분포표로부터 구한 이련 펠릿의 발생확률과, 실측값은 잘 일치하였다. 실시예 2 및 3에 대해서도, 정규분포표로부터 구한 이련 펠릿의 발생확률과, 실측값은 잘 일치하였다. 또한, 비교예 1의 스트랜드 간격 X는 0.65cm이고, 비교예 1에 대해서도, 정규분포표로부터 구한 이련 펠릿의 발생확률과 실측값은 잘 일치하였다. 비교예 2 및 3에 대해서도, 정규분포표로부터 구한 이련 펠릿의 발생확률과, 실측값은 잘 일치하였다.

[표 3]

산업상 이용가능성

본 발명의 수지 펠릿의 제조방법에 따르면, 이련 펠릿을 포함한 불량 펠릿의 발생이 억제되어, 수율좋게 수지 펠릿을 제조하는 것이 가능하다. 또한, 이련 펠릿의 발생확률의 예측이 가능해지고, 허용할 수 있는 이련 펠릿의 발생확률에 따라, 스트랜드 간격을 선택하는 것이 가능하다.

10 다이플레이트
12 다이홀
Dh 구멍 직경
St 스트랜드 직경
D_max 유효 다이플레이트 폭

Claims

하기 공정1~공정3을 가지며,
공정1: 용융상태의 열가소성 수지를, 다이로부터 스트랜드 상으로 발출(拔出)하는 공정
공정2: 발출된 스트랜드 상의 수지를 냉매를 이용하여 냉각하는 공정
공정3: 냉각된 스트랜드 상의 수지를 재단하여 수지 펠릿을 얻는 공정
스트랜드 상의 수지의 직경이 1.5~4.5mm이고,
스트랜드 상으로 발출하는 인취속도가 1.5m/s~10m/s이고,
상기 다이가, 10 이상의 다이홀을 가지며,
하기 식 2로 정의되는 스트랜드 간격 X가 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는
수지 펠릿의 제조방법.
1.73×a≤X^b≤2.81×a 식 1
여기서, a, b, 및 X는, 이하와 같다.
a=0.524
b=0.367
X(cm)={(유효 다이플레이트 폭)(cm)-(스트랜드 직경)(cm)×(스트랜드 수-1)}/{(스트랜드 수)-1} 식 2
유효 다이플레이트 폭은, 다이의 양단(兩端)의 다이홀의 외측의 구멍 중심으로부터 외측의 구멍 중심까지의 최대거리이다.
제1항에 있어서,
상기 열가소성 수지가 폴리아미드 수지인, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다이홀의 구멍 직경이 0.2~1.5cm인, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가소성 수지의 공정1에 있어서의 발출시의 수지온도에 있어서의 용융점도가, 전단속도 122sec^-1의 조건에서, 50~3,000Pa·s인, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정2가, 슬라이더 냉각방식으로 행해지는, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정2에 있어서의 냉매의 온도가 10~70℃인, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정2에 있어서의 냉매가 물인, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
스트랜드 상의 수지와 냉매와의 접촉시간이, 0.1~6.7초인, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가소성 수지가, 탄소수 4~20의 α,ω-지방족 디카르본산을 30몰% 이상 포함하는 디카르본산 성분과, 자일릴렌디아민 및 비스(아미노메틸)시클로헥산으로부터 선택되는 디아민을 합계하여 70몰% 이상 포함하는 디아민성분을 용융중합하여 얻어진 폴리아미드 수지인, 수지 펠릿의 제조방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정1이, 반응조로부터 열가소성 수지를 가압하에 발출하는 공정이고, 그 압력이 0.1~1MPaG인, 수지 펠릿의 제조방법.