KR20230028875A - Polyester copolymer and molded article comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보다 향상된 내열성 및 수분 안정성과, 우수한 색도를 갖는 폴리에스테르 공중합체 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a polyester copolymer having more improved heat resistance and moisture stability and excellent chromaticity, and a molded article including the same.
폴리에스테르는 기계적 강도, 내열성, 투명성 및 가스 배리어성이 우수하기 때문에, 각종 식품 또는 음료 충전용 용기나, 포장용 필름 등의 포장재, 각종 의료 기기, 또는 오디오, 비디오용 필름 등의 다양한 소재로서 널리 사용되고 있다. Since polyester has excellent mechanical strength, heat resistance, transparency, and gas barrier properties, it is widely used as various materials such as containers for filling various foods or beverages, packaging materials such as packaging films, various medical devices, or films for audio and video. there is.
그 중에서도, 폴리에스테르는 음식이나 음료를 담는 용기나, 각종 의료 기기 등의 제조에 널리 사용되고 있는데, 이러한 용기나 의료 기기 등의 경우 사용 과정에서 가열 또는 소독 등을 위해 고온의 열이나 다량의 수분에 노출되는 경우가 많다. 이 때문에, 이들 성형품의 제조에 사용되는 폴리에스테르에 대해서는, 우수한 내열성 및 수분 안정성이 요구되고 있다. Among them, polyester is widely used in the manufacture of containers for food or beverages, various medical devices, etc. In the case of such containers or medical devices, they are subject to high-temperature heat or large amounts of moisture for heating or disinfection in the process of use. are often exposed. For this reason, excellent heat resistance and water stability are required for polyesters used in the production of these molded articles.
특히, 가장 널리 사용되는 테레프탈산 및 에틸렌 글리콜 기반의 폴리에스테르의 경우, 고온의 열이나 수분에 매우 취약한 특성을 가지기 때문에, 이전부터 이러한 폴리에스테르의 제조에 있어 다양한 지방족 또는 방향족의 고리형 디올을 부가하여, 상기 폴리에스테르의 내열성 및 수분 안정성을 향상시키고자 하는 시도가 다양하게 이루어진 바 있다. In particular, since polyesters based on terephthalic acid and ethylene glycol, which are most widely used, are very vulnerable to high-temperature heat or moisture, in the production of these polyesters, various aliphatic or aromatic cyclic diols have been added to , Various attempts have been made to improve the heat resistance and moisture stability of the polyester.
이러한 내열성 폴리에스테르의 대표적인 일 예로서, 아이소소바이드를 디올로서 추가 사용하여 제조된 폴리에스테르가 개발 및 사용된 바 있다. 이러한 아이소소바이드를 사용할 경우, 결정성 및 고유 점도가 높은 폴리에스테르의 제조가 가능해지므로, 상기 폴리에스테르의 내열성을 향상시키는 것으로 알려진 바 있다. As a representative example of such a heat-resistant polyester, a polyester prepared by additionally using isocarbide as a diol has been developed and used. When using such a child carbide, since it is possible to manufacture a polyester having high crystallinity and intrinsic viscosity, it is known to improve the heat resistance of the polyester.
그러나, 이러한 기존의 내열성 폴리에스테르는 아이소소바이드의 친핵성 및 수소 결합 등에 기인하여, 특히 고온에 노출되었을 때 다량의 수분을 흡수할 수 있고, 그 결과 수분 안정성이 충분치 못한 단점이 있다. 또한, 상기 아이소소바이드의 높은 결정성 등에 기인하여, 상기 기존의 내열성 폴리에스테르는 황색도 및 헤이즈가 증가하여 성형품의 품질을 저하시키는 경우가 많았다. However, such conventional heat-resistant polyesters may absorb a large amount of moisture due to the nucleophilicity and hydrogen bonding of isosorbide, particularly when exposed to high temperatures, and as a result, have a disadvantage in that moisture stability is not sufficient. In addition, due to the high crystallinity of the isosorbide, the conventional heat-resistant polyester often has an increased yellowness and haze, thereby degrading the quality of molded products.
이러한 기존 내열성 폴리에스테르의 문제점으로 인해, 보다 향상된 내열성과 함께, 뛰어난 수분 안정성, 낮은 황색도 및 헤이즈 등을 나타내는 폴리에스테르를 개발하고자 하는 시도가 다양하게 이루어진 바 있으나, 아직까지 이들 물성을 동시에 충족하는 폴리에스테르는 제대로 개발되지 못하고 있는 실정이다. Due to the problems of these existing heat-resistant polyesters, various attempts have been made to develop polyesters exhibiting improved heat resistance, excellent moisture stability, low yellowness and haze, etc. Polyester is not properly developed.
이에 보다 향상된 내열성, 수분 안정성 및 낮은 황색도 등을 나타내는 내열성 폴리에스테르의 개발이 계속적으로 요구되고 있다. Accordingly, there is a continuous demand for development of heat-resistant polyesters exhibiting improved heat resistance, moisture stability, and low yellowness.
이에 본 발명은 보다 향상된 내열성 및 수분 안정성과, 우수한 색도를 갖는 폴리에스테르 공중합체 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to provide a polyester copolymer having more improved heat resistance and moisture stability, and excellent chromaticity, and a molded product including the same.
이에 본 발명은 테레프탈산을 포함하는 디카르복실산 성분의 잔기; 및Accordingly, the present invention is a residue of a dicarboxylic acid component including terephthalic acid; and
아이소소바이드, 사이클로헥산디메탄올 및 플루오렌 고리를 갖는 디올을 포함하는 디올 성분의 잔기를 포함하고, Residues of diol components including isocarbide, cyclohexanedimethanol and diols having a fluorene ring;
상기 디카르복실산 성분의 잔기의 100몰%를 기준으로, 상기 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기는 1 내지 15 몰%의 함량으로 포함되는 폴리에스테르 공중합체를 제공한다. Based on 100 mol% of the residues of the dicarboxylic acid component, the residue of the diol having a fluorene ring is included in an amount of 1 to 15 mol% to provide a polyester copolymer.
본 발명은 또한, 상기 폴리에스테르 공중합체를 포함하는 성형품을 제공한다. The present invention also provides a molded article comprising the polyester copolymer.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리에스테르 공중합체 및 성형품에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 먼저, 이하에서 몇 가지 용어는 다음과 같이 정의될 수 있다. Hereinafter, polyester copolymers and molded articles according to specific embodiments of the invention will be described in more detail. First, in the following, some terms may be defined as follows.
먼저, 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 발명을 한정하려는 의도로 사용되지 않는다. 그리고, 명백히 반대의 의미가 기재되어 있지 않는 한, 단수 형태들은 복수 형태들을 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.First, unless otherwise specified in the present specification, terminology is only used to refer to a specific embodiment and is not intended to limit the invention. And, unless the meaning is clearly stated to the contrary, singular forms include plural forms. As used herein, the meaning of 'comprising' specifies specific characteristics, domains, integers, steps, operations, elements and/or components, and includes other specific characteristics, domains, integers, steps, operations, elements, components and/or groups. It does not exclude existence or addition.
추가로, 본 명세서에서, '(디카르복실산 또는 디올 등 어떤 성분의) 잔기'는 특정한 성분(화합물)이 화학 반응에 참여하였을 때, 그 화학 반응의 결과물에 포함되고 상기 특정 성분으로부터 유래한 일정한 부분 또는 단위를 의미한다. 구체적으로, 상기 디카르복실산 성분의 '잔기' 또는 디올 성분의 '잔기' 각각은, 에스테르화 반응 또는 축중합 반응으로 형성되는 폴리에스테르 공중합체에서 디카르복실산 성분으로부터 유래한 부분 또는 디올 성분으로부터 유래한 부분을 의미한다. In addition, in this specification, 'residue (of a certain component such as dicarboxylic acid or diol)' is included in the product of a chemical reaction when a specific component (compound) participates in a chemical reaction and is derived from the specific component. Means a certain part or unit. Specifically, each of the 'residue' of the dicarboxylic acid component or the 'residue' of the diol component is a portion derived from the dicarboxylic acid component or a diol component in a polyester copolymer formed by esterification or condensation polymerization. refers to the part derived from
한편, 발명의 일 구현예에 따른 폴리에스테르 공중합체는 테레프탈산을 포함하는 디카르복실산 성분의 잔기; 및 아이소소바이드, 사이클로헥산디메탄올 및 플루오렌 고리를 갖는 디올을 포함하는 디올 성분의 잔기를 포함하고, On the other hand, the polyester copolymer according to one embodiment of the invention is a residue of a dicarboxylic acid component including terephthalic acid; and residues of a diol component including isocarbide, cyclohexanedimethanol, and a diol having a fluorene ring;
상기 디카르복실산 성분의 잔기의 100몰%를 기준으로, 상기 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기가 1 내지 15 몰%, 혹은 3 내지 15 몰%, 혹은 3 내지 10 몰%, 혹은 5 내지 10 몰%의 함량으로 포함되는 것이다. 1 to 15 mol%, or 3 to 15 mol%, or 3 to 10 mol%, or 5 to 10 mol% of the residues of the diol having a fluorene ring, based on 100 mol% of the residues of the dicarboxylic acid component It is included in the amount of mol%.
이러한 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는 기본적으로 기존의 내열성 폴리에스테르에 사용되던 아이소소바이드를 디올 성분으로 사용하여 제조된다. 이에 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는 우수한 내열성을 나타낼 수 있다. The polyester copolymer of this embodiment is basically prepared by using isocarbide, which has been used in conventional heat-resistant polyester, as a diol component. Accordingly, the polyester copolymer of one embodiment may exhibit excellent heat resistance.
추가로, 본 발명자들은 상기 아이소소바이드에서 유래한 폴리에스테르의 높은 흡습성, 열악한 수분 안정성, 색도 및 헤이즈 등을 개선하기 위해 다양한 디올 성분을 사용하여 연구를 계속하였다. 이러한 계속적인 연구 결과, 사이클로헥산디메탄올 및 플루오렌 고리를 갖는 디올을 추가 사용하여 폴리에스테르를 제조함에 따라, 상기 폴리에스테르의 수분 안정성, 색도 및 헤이즈를 개선시키는 한편, 기계적 물성을 함께 향상시킬 수 있음을 밝혀내고 발명을 완성하였다. In addition, the present inventors continued research using various diol components to improve the high hygroscopicity, poor water stability, chromaticity and haze of the isocarbide-derived polyester. As a result of such continuous research, as a polyester is prepared using cyclohexanedimethanol and a diol having a fluorene ring, water stability, chromaticity and haze of the polyester are improved, while mechanical properties can be improved together. found out and completed the invention.
특히, 상기 플루오렌 고리를 갖는 디올을 소정의 함량으로 부가 사용할 경우, 폴리에스테르의 흡습성을 낮추어 수분 안정성을 향상시킬 수 있고, 아이소소바이드의 결정성에 기인한 단점을 해결하여 폴리에스테르의 황색도 및 헤이즈의 발생을 낮출 수 있음을 확인하였다. 다만, 이러한 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기 함량이 지나치게 낮아지는 경우, 폴리에스테르 공중합체의 수분 안정성 및 색도 등의 향상이 충분치 못하게 되며, 그 함량이 지나치게 높아지는 경우, 폴리에스테르의 공중합체의 충격 강도 등 기계적 물성이 저하될 수 있다. In particular, when the diol having a fluorene ring is additionally used in a predetermined amount, it is possible to improve moisture stability by lowering the hygroscopicity of polyester, and to solve the disadvantages caused by the crystallinity of isocarbide, thereby improving the yellowness and It was confirmed that the generation of haze can be lowered. However, if the residue content of the diol having a fluorene ring is too low, the improvement in water stability and chromaticity of the polyester copolymer is not sufficient, and if the content is too high, the impact strength of the polyester copolymer mechanical properties may deteriorate.
부가하여, 상기 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는 사이클로헥산디메탄올의 잔기를 더 포함함에 따라, 충격 강도 등의 기계적 물성이 더욱 향상된 특성을 나타낼 수 있다. In addition, as the polyester copolymer of one embodiment further includes a residue of cyclohexanedimethanol, mechanical properties such as impact strength may be further improved.
이와 같이, 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는 소정의 디올 성분의 잔기를 포함함에 따라, 기존의 내열성 폴리에스테르가 갖던 문제점을 해결하고, 우수한 내열성, 수분 안정성, 색도 및 낮은 헤이즈 등을 동시에 충족하여, 내열성이 요구되는 식품 용기 또는 의료 기기 등의 제조에 매우 바람직하게 사용될 수 있다. As described above, the polyester copolymer of one embodiment contains a residue of a predetermined diol component, thereby solving the problems of existing heat-resistant polyesters and simultaneously satisfying excellent heat resistance, moisture stability, chromaticity and low haze, It can be used very preferably in the manufacture of food containers or medical devices requiring heat resistance.
이하, 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체 및 이의 제조 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a polyester copolymer of one embodiment and a manufacturing method thereof will be described in more detail.
디카르복실산 성분dicarboxylic acid component
상기 일 구현예의 공중합체에서, 상기 디카르복실산 성분은 디올 성분과 함께 폴리에스테르 공중합체를 구성하는 주요 단량체를 의미한다. 특히, 상기 디카르복실산은 테레프탈산을 포함하며, 테레프탈산에 의하여 상기 폴리에스테르 공중합체의 내열성, 내화학성, 내후성 등의 물성이 향상될 수 있다.In the copolymer of one embodiment, the dicarboxylic acid component means a main monomer constituting the polyester copolymer together with the diol component. In particular, the dicarboxylic acid includes terephthalic acid, and physical properties such as heat resistance, chemical resistance, and weather resistance of the polyester copolymer may be improved by terephthalic acid.
상기 디카르복실산 성분은 테레프탈산 외에 방향족 디카르복실산 성분, 지방족 디카르복실산 성분, 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 테레프탈산 이외의 디카르복실산 성분은 전체 디카르복실산 성분의 총 중량 대비 30 중량% 이하, 혹은 1 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. The dicarboxylic acid component may further include an aromatic dicarboxylic acid component, an aliphatic dicarboxylic acid component, or a mixture thereof in addition to terephthalic acid. In this case, dicarboxylic acid components other than terephthalic acid are preferably included in an amount of 30% by weight or less, or 1 to 30% by weight based on the total weight of all dicarboxylic acid components.
상기 방향족 디카르복실산 성분은 탄소수 8 내지 20, 바람직하게는 탄소수 8 내지 14의 방향족 디카르복실산 또는 이들의 혼합물 등일 수 있다. 상기 방향족 디카르복실산의 예로, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 나프탈렌디카르복실산, 디페닐 디카르복실산, 4,4'-스틸벤디카르복실산, 2,5-퓨란디카르복실산, 2,5-티오펜디카르복실산 등이 있으나, 상기 방향족 디카르복실산의 구체적인 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 지방족 디카르복실산 성분은 탄소수 4 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 12의 지방족 디카르복실산 성분 또는 이들의 혼합물 등일 수 있다. 상기 지방족 디카르복실산의 예로, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,3-사이클로헥산디카르복실산 등의 사이클로헥산디카르복실산, 프탈산, 세바식산, 숙신산, 이소데실숙신산, 말레산, 푸마르산, 아디픽산, 글루타릭산, 아젤라이산 등의 선형, 가지형 또는 고리형 지방족 디카르복실산 성분 등이 있으나, 상기 지방족 디카르복실산의 구체적인 예가 이에 한정되는 것은 아니다. The aromatic dicarboxylic acid component may be an aromatic dicarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms, preferably 8 to 14 carbon atoms, or a mixture thereof. Examples of the aromatic dicarboxylic acid include naphthalene dicarboxylic acids such as isophthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid, 4,4'-stilbendicarboxylic acid, 2, 5-furandicarboxylic acid, 2,5-thiophenedicarboxylic acid, etc., but specific examples of the aromatic dicarboxylic acid are not limited thereto. In addition, the aliphatic dicarboxylic acid component may be an aliphatic dicarboxylic acid component having 4 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms, or a mixture thereof. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include cyclohexanedicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, phthalic acid, sebacic acid, succinic acid, isodecylsuccinic acid, Linear, branched, or cyclic aliphatic dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, adipic acid, glutaric acid, and azelaic acid may be included, but specific examples of the aliphatic dicarboxylic acids are not limited thereto.
디올 성분diol ingredient
한편, 상기 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체에서, 상기 디올 성분은 상술한 디카르복실산 성분과 함께 폴리에스테르 공중합체를 구성하는 주요 단량체를 의미한다. 특히, 상기 디올 성분은 아이소소바이드, 사이클로헥산디메탄올 및 플루오렌 고리를 갖는 디올을 포함하며, 이와 함께, 에틸렌 글리콜, 또는 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다.Meanwhile, in the polyester copolymer of one embodiment, the diol component means a main monomer constituting the polyester copolymer together with the dicarboxylic acid component described above. In particular, the diol component includes isosorbide, cyclohexanedimethanol, and a diol having a fluorene ring, and may include ethylene glycol, or ethylene glycol and diethylene glycol.
상기 아이소소바이드는, 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체의 내열성을 향상시키기 위하여 사용된다. 이러한 아이소소바이드는 이의 결정성으로 인해 폴리에스테르 공중합체의 유리 전이 온도 및 내열성 등을 향상시킬 수 있다. 다만, 이러한 아이소소바이드는 고온 하에 높은 수분 흡수 특성을 나타내어 상기 일 구현예의 공중합체의 수분 안정성을 낮출 수 있으며, 그 결정성으로 인해 상기 공중합체의 황색도 및 헤이즈를 높이거나, 가공성을 낮출 수 있다. The child carbide is used to improve the heat resistance of the polyester copolymer of one embodiment. Such sorbide can improve the glass transition temperature and heat resistance of the polyester copolymer due to its crystallinity. However, such isocarbide exhibits high water absorption characteristics under high temperature, thereby lowering the water stability of the copolymer of the embodiment, and due to its crystallinity, yellowness and haze of the copolymer may be increased or processability may be lowered. there is.
이러한 점을 고려하여, 상기 일 구현예의 공중합체는 상기 디카르복실산 성분의 잔기의 100몰%를 기준으로, 상기 아이소소바이드의 잔기를 10 내지 30몰%, 혹은 15 내지 29몰%, 혹은 20 내지 27몰%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 아이소소바이드의 잔기 함량이 지나치게 낮으면, 일 구현예의 공중합체의 내열성이 충분치 못할 수 있고, 이의 함량이 지나치게 높으면 상기 공중합체의 수분 안정성 및 가공성이 저하되거나, 황색도 및 헤이즈의 발생이 증가할 수 있다. Considering this point, the copolymer of one embodiment contains 10 to 30 mol%, or 15 to 29 mol%, or It may be included in an amount of 20 to 27 mol%. If the residue content of the isocarbide is too low, the heat resistance of the copolymer of one embodiment may not be sufficient, and if the content is too high, the water stability and processability of the copolymer are lowered, or yellowness and haze increase. can do.
한편, 상기 사이클로헥산디메탄올, 예를 들어, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 1,3-사이클로헥산디메탄올 또는 1,4-사이클로헥산디메탄올은, 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체의 투명성이나, 충격 강도 등 기계적 물성의 향상에 기여할 수 있다. On the other hand, the cyclohexanedimethanol, for example, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol or 1,4-cyclohexanedimethanol, the transparency of the polyester copolymer of one embodiment , can contribute to the improvement of mechanical properties such as impact strength.
이러한 점에서, 상기 일 구현예의 공중합체는 상기 디카르복실산 성분의 잔기의 100몰%를 기준으로, 상기 사이클로헥산디메탄올 잔기를 30 내지 60몰%, 혹은 35 내지 60몰%, 혹은 40 내지 60몰%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 사이클로헥산디메탄올 잔기 함량이 지나치게 낮으면, 일 구현예의 공중합체의 충격 강도나 투명성이 충분치 못할 수 있고, 이의 함량이 지나치게 높으면 상기 공중합체의 내열성이 충분히 확보되지 못할 수 있다. In this respect, the copolymer of one embodiment contains 30 to 60 mole%, or 35 to 60 mole%, or 40 to 60 mole% of the cyclohexanedimethanol residue based on 100 mole% of the residues of the dicarboxylic acid component. It may be included in an amount of 60 mol%. If the cyclohexanedimethanol residue content is too low, the copolymer of one embodiment may not have sufficient impact strength or transparency, and if the content is too high, heat resistance of the copolymer may not be sufficiently secured.
추가로, 일 구현예의 공중합체는 이의 수분 안정성을 향상시키고, 황색도 및 헤이즈의 발생을 줄이기 위해, 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기를 더 포함한다. 이러한 플루오렌 고리를 갖는 디올로는 플루오렌-디알칸올, 예를 들어, 9H-플루오렌-9,9-디(C1-C3)알칸올을 사용할 수 있고, 대표적으로 9H-플루오렌-9,9-디메탄올을 사용할 수 있다. Additionally, the copolymer of one embodiment further includes a residue of a diol having a fluorene ring to improve its water stability and reduce yellowness and haze. As the diol having a fluorene ring, fluorene-dialkanol, for example, 9H-fluorene-9,9-di(C1-C3)alkanol can be used, and representatively 9H-fluorene-9, 9-dimethanol may be used.
일 구현예의 공중합체는 상기 디카르복실산 성분의 잔기의 100몰%를 기준으로, 상기 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기를 1 내지 15 몰%, 혹은 3 내지 15 몰%, 혹은 3 내지 10 몰%, 혹은 5 내지 10 몰%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기 함량이 지나치게 낮으면, 일 구현예의 공중합체의 수분 안정성이나 색도 등의 향상이 충분치 못할 수 있고, 이의 함량이 지나치게 높으면 상기 공중합체의 충격 강도 등 기계적 물성이 저하될 수 있다. The copolymer of one embodiment contains 1 to 15 mol%, or 3 to 15 mol%, or 3 to 10 mol of the residue of the diol having a fluorene ring, based on 100 mol% of the residue of the dicarboxylic acid component. %, or may be included in an amount of 5 to 10 mol%. If the residue content of the diol having a fluorene ring is too low, the improvement of water stability or chromaticity of the copolymer of one embodiment may not be sufficient, and if the content is too high, mechanical properties such as impact strength of the copolymer are lowered It can be.
한편, 상술한 일 구현예의 공중합체는 상술한 각 디올 성분 외에, 에틸렌 글리콜의 잔기, 또는 에틸렌 글리콜의 잔기 및 디에틸렌 글리콜의 잔기를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 디에티렌 글리콜의 잔기는 폴리에스테르 공중합체의 제조 과정에서 디에틸렌 글리콜을 추가 사용하여 이로부터 유래한 것일 수도 있지만, 상기 에틸렌 글리콜이 이량체 형태로 결합하여 이로부터 유래한 것으로 될 수도 있다. Meanwhile, the above-described copolymer of one embodiment may further include ethylene glycol residues, ethylene glycol residues, and diethylene glycol residues in addition to the diol components described above. At this time, the residue of the diethylene glycol may be derived from diethylene glycol by additionally using it in the process of preparing the polyester copolymer, but may also be derived from the ethylene glycol bonded in the form of a dimer. .
이러한 에틸렌 글리콜의 잔기, 또는 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜의 잔기는 상술한 아이소소바이드, 사이클로헥산디메탄올 및 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기의 함량을 제외한 잔량으로 디올 성분의 잔기 중에 포함될 수 있다. 예를 들어, 이러한 잔기는 상기 디카르복실산 성분의 잔기의 100몰%를 기준으로, 5 내지 30 몰%, 혹은 10 내지 30 몰%, 혹은 5 내지 20 몰%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 에틸렌 글리콜 등의 잔기 함량이 지나치게 낮으면, 일 구현예의 공중합체를 제조하는 과정에서 기본적인 중합 반응성이 충분치 못할 수 있으며, 이의 함량이 지나치게 높으면 상기 공중합체의 내열성 등 다른 특성이 충분치 못하게 될 수 있다. Residues of such ethylene glycol, or residues of ethylene glycol and diethylene glycol may be included in the residues of the diol component in a residual amount excluding the content of the residues of the aforementioned isosorbide, cyclohexanedimethanol, and diol having a fluorene ring. For example, these residues may be included in an amount of 5 to 30 mol%, 10 to 30 mol%, or 5 to 20 mol% based on 100 mol% of the residues of the dicarboxylic acid component. If the content of residues such as ethylene glycol is too low, basic polymerization reactivity may not be sufficient in the process of preparing the copolymer of one embodiment, and if the content is too high, other properties such as heat resistance of the copolymer may not be sufficient. .
폴리에스테르 공중합체polyester copolymer
상술한 바와 같이, 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는 디올 성분의 잔기를 특정 조성으로 포함함에 따라, 향상된 내열성, 수분 안정성 및 기계적 물성과, 낮은 황색도 및 헤이즈를 나타낼 수 있다. 이러한 공중합체의 우수한 특성은 이하의 각 물성에 의해 정의될 수 있다. As described above, the polyester copolymer of one embodiment may exhibit improved heat resistance, moisture stability, mechanical properties, low yellowness and haze, as it includes the residue of the diol component in a specific composition. The excellent properties of these copolymers can be defined by each of the following physical properties.
먼저, 상기 일 구현예의 공중합체는, 150℃의 오르쏘클로로페놀(OCP)에 0.12중량% 농도로 공중합체를 용해시킨 후 35℃의 항온조에서 점도계를 사용하여 측정된 고유 점도(intrinsic viscosity)가 0.5 내지 1.0 dL/g, 혹은 0.6 내지 0.9 dL/g로 될 수 있다. 이러한 높은 고유 점도 및 중합도로 인해, 상기 일 구현예의 공중합체는 우수한 기계적 물성 및 내열성을 나타낼 수 있다. First, the copolymer of the embodiment has an intrinsic viscosity measured using a viscometer in a thermostat at 35 ° C after dissolving the copolymer at a concentration of 0.12% by weight in orthochlorophenol (OCP) at 150 ° C. 0.5 to 1.0 dL/g, or 0.6 to 0.9 dL/g. Due to such high intrinsic viscosity and degree of polymerization, the copolymer of one embodiment may exhibit excellent mechanical properties and heat resistance.
또한, 상기 일 구현예의 공중합체는, DSC에 의해 2nd peak를 기준으로 측정된 유리 전이 온도(Tg)가 100℃ 이상, 혹은 100 내지 150℃, 혹은 105 내지 130℃, 혹은 110 내지 125℃로 되어 우수한 내열성을 나타낼 수 있다. In addition, the copolymer of one embodiment has a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C or higher, or 100 to 150 ° C, or 105 to 130 ° C, or 110 to 125 ° C, measured by DSC based on the 2nd peak. It can show excellent heat resistance.
추가로, 일 구현예의 공중합체는 상술한 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기를 일정 함량으로 포함하여, 우수한 수분 안정성 및 내흡습성을 나타낼 수 있다. 이러한 뛰어난 내흡습성은 상기 공중합체를 고온, 고습 하에 유지시킨 후, 이러한 공중합체의 유리 전이 온도가 변화하는 정도가 낮음에 의해 평가될 수 있다. In addition, the copolymer of one embodiment includes a certain amount of the diol residue having a fluorene ring, and thus may exhibit excellent moisture stability and moisture absorption resistance. Such excellent resistance to moisture absorption can be evaluated by a low degree of change in the glass transition temperature of the copolymer after maintaining the copolymer at high temperature and high humidity.
예를 들어, 상기 일 구현예의 공중합체는 이를 물에 침지시킨 상태에서 85℃ 열풍 오븐에서 3일 동안 보관한 후에 측정된 유리 전이 온도(Tg2)와, 상기 열풍 오븐에서 보관하기 전에 측정된 유리 전이 온도(Tg1)의 차이(Tg1-Tg2)로 정의되는 내흡습성(△Tg)이 6℃ 이하. 혹은 0 내지 6℃. 혹은 1 내지 5℃로 측정 및 산출될 수 있다. For example, the copolymer of one embodiment has a glass transition temperature (Tg2) measured after being stored in a hot air oven at 85° C. for 3 days in a water-immersed state, and a glass transition temperature measured before storage in the hot air oven. Hygroscopic resistance (ΔTg), defined as the difference in temperature (Tg1) (Tg1-Tg2), is 6°C or less. or 0 to 6°C. Or it can be measured and calculated as 1 to 5 ° C.
이는 상기 일 구현예의 공중합체가 고온, 고습 하에 노출된 후에도, 유리 전이 온도 및 내열성의 변화 정도가 작아 고온 하에 우수한 내흡습성 및 수분 안정성을 나타냄을 정의할 수 있다. This may define that the copolymer of one embodiment exhibits excellent moisture absorption resistance and moisture stability under high temperature even after exposure to high temperature and high humidity, with a small degree of change in glass transition temperature and heat resistance.
부가하여, 상술한 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는, 예를 들어, 중합 직후의 펠렛 상태에서, 0.1 내지 2, 혹은 0.2 내지 1.8. 혹은 0.3 내지 1.5의 낮은 Color b 값을 나타낼 수 있다. 이로서, 상기 일 구현예의 공중합체는 낮은 황색도 및 우수한 색도 특성을 나타낼 수 있다. In addition, the polyester copolymer of one embodiment described above has, for example, in a pellet state immediately after polymerization, 0.1 to 2, or 0.2 to 1.8. Alternatively, a low Color b value of 0.3 to 1.5 may be indicated. As a result, the copolymer of one embodiment may exhibit low yellowness and excellent chromaticity characteristics.
폴리에스테르 공중합체의 제조 방법 Manufacturing method of polyester copolymer
한편, 상술한 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는, 상술한 디카르복실산 성분 및 디올 성분을 공중합하여 제조할 수 있다. 이때, 상기 공중합은 에스테르화 반응과 중축합 반응을 순차적으로 수행할 수 있다. Meanwhile, the polyester copolymer of one embodiment described above may be prepared by copolymerizing the dicarboxylic acid component and the diol component described above. In this case, the copolymerization may be sequentially performed by an esterification reaction and a polycondensation reaction.
상기 에스테르화 반응은 에스테르화 반응 촉매의 존재 하에 수행하며, 아연계 화합물을 포함하는 에스테르화 반응 촉매를 사용할 수 있다. 이러한 아연계 촉매의 구체적인 예로는 아연 아세테이트, 아연 아세테이트 디하이드레이트, 염화아연, 황산아연, 황화아연, 탄산아연, 아연 시트레이트, 글루콘산 아연, 또는 이의 혼합물을 들 수 있다.The esterification reaction is performed in the presence of an esterification reaction catalyst, and an esterification reaction catalyst containing a zinc-based compound may be used. Specific examples of such zinc-based catalysts include zinc acetate, zinc acetate dihydrate, zinc chloride, zinc sulfate, zinc sulfide, zinc carbonate, zinc citrate, zinc gluconate, or mixtures thereof.
상기 에스테르화 반응은 0 내지 10.0 kg/㎠의 압력 및 150 내지 300℃ 온도에서 수행할 수 있다. 상기 에스테르화 반응 조건은 제조되는 폴리에스테르의 구체적인 특성, 각 성분의 비율, 또는 공정 조건 등에 따라 적절히 조절될 수 있다. 바람직하게는, 상기 에스테르화 반응은 0 내지 5.0 kg/㎠의 압력, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3.0 kg/㎠의 압력; 및 200 내지 300℃, 보다 바람직하게는 240 내지 280℃의 온도에서 수행할 수 있다.The esterification reaction may be carried out at a pressure of 0 to 10.0 kg/cm 2 and a temperature of 150 to 300° C. The esterification reaction conditions may be appropriately adjusted according to the specific characteristics of the polyester to be produced, the ratio of each component, or process conditions. Preferably, the esterification reaction is carried out at a pressure of 0 to 5.0 kg/cm 2 , more preferably at a pressure of 0.1 to 3.0 kg/cm 2 ; And it may be carried out at a temperature of 200 to 300 ℃, more preferably 240 to 280 ℃.
그리고, 상기 에스테르화 반응은 배치(batch)식 또는 연속식으로 수행될 수 있고, 각각의 원료는 별도로 투입될 수 있으나, 디올 성분에 디카르복실산 성분을 혼합한 슬러리 형태로 투입하는 것이 바람직하다. 그리고, 상온에서 고형분인 아이소소바이드 등의 디올 성분은 물 또는 에틸렌글리콜에 용해시킨 후, 테레프탈산 등의 디카르복실산 성분에 혼합하여 슬러리로 만들 수 있다. 또는, 60℃ 이상에서 아이소소바이드가 용융된 후, 테레프탈산 등의 디카르복실산 성분과 기타 디올 성분을 혼합하여 슬러리도 만들 수 있다. 또한, 상기 혼합된 슬러리에 물을 추가로 투입하여 슬러리의 유동성 증대에 도움을 줄 수도 있다.In addition, the esterification reaction may be carried out in a batch or continuous manner, and each raw material may be separately introduced, but it is preferable to introduce a slurry in which a diol component is mixed with a dicarboxylic acid component. . In addition, a diol component such as isocarbide, which is solid at room temperature, may be dissolved in water or ethylene glycol and then mixed with a dicarboxylic acid component such as terephthalic acid to form a slurry. Alternatively, after isosorbide is melted at 60 ° C. or higher, a slurry may be prepared by mixing a dicarboxylic acid component such as terephthalic acid and other diol components. In addition, water may be additionally added to the mixed slurry to help increase the fluidity of the slurry.
또한, 상기 중축합 반응은, 150 내지 300℃, 바람직하게는 200 내지 290℃; 및 600 내지 0.01 mmHg, 바람직하게는 200 내지 0.05 mmHg, 보다 바람직하게는 100 내지 0.1 mmHg의 감압 조건에서 수행될 수 있다. 상기 중축합 반응의 감압 조건을 적용함에 따라서 중축합 반응의 부산물인 글리콜을 계외로 제거할 수 있으며, 이에 따라 상기 중축합 반응이 400 내지 0.01 mmHg 감압 조건 범위를 벗어나는 경우 부산물의 제거가 불충분할 수 있다. 또한, 상기 중축합 반응이 150 내지 300℃ 온도 범위 밖에서 일어나는 경우, 축중합 반응이 150℃ 이하로 진행되면 중축합 반응의 부산물인 글리콜을 효과적으로 계외로 제거하지 못해 최종 반응 생성물의 고유 점도가 낮아 제조되는 폴리에스테르 수지의 물성이 저하될 수 있으며, 300℃ 이상으로 반응이 진행될 경우, 제조되는 폴리에스테르 수지의 외관이 황변(yellow)이 될 가능성이 높아진다. 그리고, 상기 중축합 반응은 최종 반응 생성물의 고유 점도가 적절한 수준에 이를 때까지 필요한 시간 동안, 예를 들면, 평균 체류 시간 1 내지 24시간 동안 진행될 수 있다.In addition, the polycondensation reaction, 150 to 300 ℃, preferably 200 to 290 ℃; and 600 to 0.01 mmHg, preferably 200 to 0.05 mmHg, more preferably 100 to 0.1 mmHg. By applying the reduced pressure condition of the polycondensation reaction, glycol, which is a by-product of the polycondensation reaction, can be removed out of the system. Accordingly, when the polycondensation reaction is out of the reduced pressure condition range of 400 to 0.01 mmHg, removal of the by-product may be insufficient. there is. In addition, when the polycondensation reaction occurs outside the temperature range of 150 to 300 ° C., when the polycondensation reaction proceeds below 150 ° C., glycol, a by-product of the polycondensation reaction, cannot be effectively removed out of the system, resulting in low intrinsic viscosity of the final reaction product. The physical properties of the polyester resin may be deteriorated, and when the reaction proceeds at 300 ° C. or higher, the appearance of the polyester resin produced is likely to become yellow. In addition, the polycondensation reaction may proceed for a necessary time until the intrinsic viscosity of the final reaction product reaches an appropriate level, for example, an average residence time of 1 to 24 hours.
또한, 상기 중축합 반응은 티타늄계 화합물, 게르마늄계 화합물, 안티몬계 화합물, 알루미늄계 화합물, 주석계 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 중축합 촉매를 사용할 수 있다.In addition, the polycondensation reaction may use a polycondensation catalyst including a titanium-based compound, a germanium-based compound, an antimony-based compound, an aluminum-based compound, a tin-based compound, or a mixture thereof.
상기 티타늄계 화합물의 예로는, 테트라에틸 티타네이트, 아세틸트리프로필 티타네이트, 테트라프로필 티타네이트, 테트라부틸 티타네이트, 2-에틸헥실 티타네이트, 옥틸렌글리콜 티타네이트, 락테이트 티타네이트, 트리에탄올아민 티타네이트, 아세틸아세토네이트 티타네이트, 에틸아세토아세틱에스테르 티타네이트, 이소스테아릴 티타네이트, 티타늄 디옥사이드 등을 들 수 있다. 상기 게르마늄계 화합물의 예로는 게르마늄 디옥사이드, 게르마늄 테트라클로라이드, 게르마늄 에틸렌글리콕시드, 게르마늄 아세테이트, 이들을 이용한 공중합체, 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 게르마늄 디옥사이드를 사용할 수 있으며, 이러한 게르마늄 디옥사이드로는 결정성 또는 비결정성 모두를 사용할 수 있고, 글리콜 가용성도 사용할 수 있다.Examples of the titanium compound include tetraethyl titanate, acetyl tripropyl titanate, tetrapropyl titanate, tetrabutyl titanate, 2-ethylhexyl titanate, octylene glycol titanate, lactate titanate, and triethanolamine titanate. nate, acetylacetonate titanate, ethyl acetoacetic ester titanate, isostearyl titanate, titanium dioxide and the like. Examples of the germanium-based compound include germanium dioxide, germanium tetrachloride, germanium ethylene glycol oxide, germanium acetate, copolymers using these, or mixtures thereof. Preferably, germanium dioxide can be used, and both crystalline and amorphous germanium dioxide can be used, and glycol-soluble ones can also be used.
상술한 방법으로 제조되는 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체는 우수한 내열성, 수분 안정성 및 기계적 물성과, 낮은 황색도 및 헤이즈의 특성을 동시에 나타냄에 따라, 내열성이 요구되는 각종 성형품의 제조에 매우 바람직하게 사용될 수 있다. The polyester copolymer of one embodiment prepared by the above-described method exhibits excellent heat resistance, moisture stability, mechanical properties, and low yellowness and haze characteristics at the same time, so it can be used very preferably for the manufacture of various molded articles requiring heat resistance. can
이러한 성형품은 내열성 및 수분 안정성이 특히 요구되는 각종 식품/음료 용기, 포장재, 의료기기 또는 내열시트 등으로 될 수 있다. Such molded articles may be various food/beverage containers, packaging materials, medical devices, or heat-resistant sheets for which heat resistance and moisture stability are particularly required.
한편, 상기 성형품은 일 구현예의 폴리에스테르 공중합체를 사용하여 제조됨을 제외하고는, 일반적인 폴리에스테르의 성형, 가공 방법에 따라 제조될 수 있으므로, 이에 관한 추가적인 설명은 생략하기로 한다. Meanwhile, since the molded article may be manufactured according to a general molding and processing method of polyester, except that it is manufactured using the polyester copolymer of one embodiment, further description thereof will be omitted.
상술한 본 발명에 따른 폴리에스테르 공중합체는 기존의 내열성 폴리에스테르 공중합체에 비해, 향상된 내열성 및 안정성을 나타내며, 낮은 헤이즈 및 황색도의 특성과 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다. The above-described polyester copolymer according to the present invention exhibits improved heat resistance and stability, and exhibits low haze and yellowness characteristics and excellent mechanical properties, compared to conventional heat-resistant polyester copolymers.
이에 이러한 폴리에스테르 공중합체는 고온, 고습 하에 노출되어 내열성 및 수분 안정성이 요구되는 각종 성형품의 제조에 매우 바람직하게 사용될 수 있다.Accordingly, these polyester copolymers can be very preferably used in the manufacture of various molded articles that are exposed to high temperature and high humidity and require heat resistance and moisture stability.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the content of the present invention is not limited thereby.
실시예 1 내지 6Examples 1 to 6
실시예의 폴리에스테르 공중합체는 다음의 방법으로 제조하였다. The polyester copolymers of Examples were prepared by the following method.
먼저, 교반기와 유출 콘덴서를 구비한 5L 반응기에 하기 표 1의 조성 및 함량으로 디카르복실산(테레프탈산(TPA))의 100몰%와, 디올(9H-플루오렌-9,9-디메탄올(FLDM),1,4-사이클로디메탄올(CHDM), 에틸렌글리콜(EG)) 원료를 투입하였다. 이때, 상기 디카르복실산 100몰%를 기준으로하는, 각 디올의 투입 함량 범위는 하기 표 1에 정리된 바와 같으며, 이러한 디카르복실산 및 디올의 투입 함량은 각 실시예에서 최종 제조된 폴리에스테르 공중합체 중의 디카르복실산 및 디올 잔기의 함량 범위와 동일하게 되었다. First, 100 mol% of dicarboxylic acid (terephthalic acid (TPA)) and diol (9H-fluorene-9,9-dimethanol ( FLDM), 1,4-cyclodimethanol (CHDM), and ethylene glycol (EG)) raw materials were added. At this time, the input content range of each diol based on 100 mol% of the dicarboxylic acid is as summarized in Table 1 below, and the input content of these dicarboxylic acids and diols is finally prepared in each example. The content ranges of dicarboxylic acid and diol residues in the polyester copolymer were the same.
여기에, 인계 안정제인 트리에틸포스페이트(TEP), 촉매인 게르마늄 디옥사이드(GeO2)를, 각각 중심원자의 함량을 기준으로 하여 전체 원료 중량에 대해 표 1의 함량으로 투입 한 후에 질소로 압력을 2.0kg/㎠로 올린 후 반응기의 온도를 220 내지 250˚C까지 올리면서 반응을 시켰다. Here, triethyl phosphate (TEP) as a phosphorus stabilizer and germanium dioxide (GeO2) as a catalyst were added in the contents of Table 1 based on the content of the central atom, respectively, and then the pressure was reduced to 2.0 kg with nitrogen. / cm 2 and reacted while raising the temperature of the reactor to 220 to 250 ° C.
이 때 발생하는 물을 계외로 유출시켜 에스테르화 반응시키고 물의 발생, 유출이 종료되면 교반기와 냉각 콘덴서 및 진공 시스템이 부착된 중축합 반응기로 반응물을 옮겨 압력 1㎜Hg 이하 및 온도 250 내지 280˚C 에서 중축합 반응을 진행하고, 반응물의 고유 점도가 최대치에 도달하였을 때, 중합을 종료하였다. The water generated at this time is flowed out of the system for esterification, and when the generation and outflow of water is completed, the reactants are transferred to a polycondensation reactor equipped with an agitator, a cooling condenser, and a vacuum system, at a pressure of 1 mmHg or less and a temperature of 250 to 280˚C. The polycondensation reaction proceeded, and when the intrinsic viscosity of the reactants reached the maximum value, the polymerization was terminated.
상술한 과정을 통해 실시예 1 내지 6의 폴리에스테르 공중합체를 제조하고, 그 물성을 하기 표 1에 함께 나타내었다. The polyester copolymers of Examples 1 to 6 were prepared through the above-described process, and their physical properties are shown in Table 1 below.
(Chip)basic properties
(Chip)
비교예 1 내지 4 Comparative Examples 1 to 4
디올 성분으로서 9H-플루오렌-9,9-디메탄올(FLDM) 또는 아이소소바이드(ISB)를 사용하고, 각 디올, 인계 안정제 및 촉매 등의 원료를 하기 표 2의 조성에 따라 투입한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 비교예 1 내지 4의 폴리에스테르 공중합체를 제조하고, 그 물성을 하기 표 2에 함께 나타내었다. Except for using 9H-fluorene-9,9-dimethanol (FLDM) or isocarbide (ISB) as a diol component and adding raw materials such as each diol, phosphorus stabilizer and catalyst according to the composition of Table 2 below Then, the polyester copolymers of Comparative Examples 1 to 4 were prepared in the same manner as in Examples 1 to 6, and their physical properties are shown in Table 2 below.
(Chip)basic properties
(Chip)
실험예Experimental Example
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 공중합체에 대하여, 이하와 같이 물성을 평가하였고, 그 결과를 상기 표 1 및 2에 정리하여 나타내었다. With respect to the copolymers prepared in the above Examples and Comparative Examples, physical properties were evaluated as follows, and the results are summarized in Tables 1 and 2 above.
1) 고유 점도(intrinsic viscosity): 150℃ 오르쏘클로로페놀(OCP)에 0.12중량% 농도로 폴리에스테르 공중합체를 용해시킨 후, 35℃의 항온조에서 우벨로드형 점도계를 사용하여 측정하였다.1) Intrinsic viscosity: After dissolving a polyester copolymer at a concentration of 0.12% by weight in orthochlorophenol (OCP) at 150 ° C, it was measured using a Ubel rod-type viscometer in a constant temperature bath at 35 ° C.
2) Color b: 펠렛(Pellet) 상태의 폴리에스테르 공중합체에 대해, Pacific Scientific사의 Colorgard System을 사용하여 시편의 color를 측정하는 방법으로 Color b를 측정하였다. 2) Color b: For the polyester copolymer in a pellet state, Color b was measured by measuring the color of the specimen using Pacific Scientific's Colorgard System.
3) 유리전이온도(Tg): 폴리에스테르 수지를 300℃에서 5분간 어닐링(Annealing)하고, 상온으로 냉각시킨 후, 승온 속도 10℃/min에서, 다시 스캔(2nd Scan)시의 Tg를 측정하였다.3) Glass transition temperature (Tg): The polyester resin was annealed at 300 ° C. for 5 minutes, cooled to room temperature, and the Tg was measured again at a heating rate of 10 ° C./min during 2nd Scan. .
4) IZOD충격강도: ASTM D256에 의거하여, 측정용 시편(시편의 두께는 1/8”(3.2T))을 만들고 아이조드 충격기(Impact Tester, Yasuda 기기)를 이용하여 25℃의 온도 하에서 Izod notched type의 충격 강도를 측정하였다. 4) IZOD impact strength: In accordance with ASTM D256, a specimen for measurement (the thickness of the specimen is 1/8” (3.2T)) is made and Izod notched at a temperature of 25℃ using an Izod impactor (Impact Tester, Yasuda equipment) The impact strength of the type was measured.
5) 헤이즈(%):JIS(Japanese Industrial Standards) K7136에 준하여, 헤이즈 미터(Haze meter, 장치명: NDH2000, 제조사: Nippon Denshoku(일본))로 측정 시편의 각기 다른 위치 3곳에 대한 헤이즈(%)를 측정하여, 각각의 측정 결과의 평균치를 결과치로 산출하였다. 5) Haze (%): In accordance with JIS (Japanese Industrial Standards) K7136, the haze (%) of three different locations of the measured specimen was measured with a haze meter (device name: NDH2000, manufacturer: Nippon Denshoku (Japan)). By measuring, the average value of each measurement result was calculated as the result value.
이러한 헤이즈 측정시, 측정용 시편(시편의 두께는 1/4”(6.4T)을 만들어 사용하였고, 이러한 시편을 물이 담긴 밀폐된 용기에 넣은 후 장기간(9일 이상) 동안 보관하면서, 보관 일수(1/3/6/9일 경과시점)에 따라 시편을 꺼내 위의 헤이즈를 측정하였다. 이러한 측정 결과를 기초로, 다음의 기준 하에 평가하였다. In this haze measurement, a specimen for measurement (the thickness of the specimen was 1/4” (6.4T) was made and used, and after putting this specimen in a sealed container filled with water, it was stored for a long period of time (more than 9 days), and the number of days (1/3/6/9 days), specimens were taken out and the above haze was measured. Based on these measurement results, the following criteria were evaluated.
X: 9일 경과시점에서 Haze(%)측정 시 측정 값 10% 미만X: Less than 10% of the measured value when measuring Haze (%) after 9 days
O: 9일 경과시점에서 Haze(%)측정 시 측정 값 10% 이상O: 10% or more of the measured value when measuring Haze (%) after 9 days
6) 내흡습성(△Tg, Tg1(2nd Tg)-Tg2(1st Tg))6) Hygroscopicity (ΔTg, Tg1 (2nd Tg)-Tg2 (1st Tg))
Chip 상태의 폴리에스테르 공중합체 샘플을 20ml 바이알에 넣고 물을 가득 채운 후 85℃ 열풍 오븐에서 3일 동안 보관하였다. 이후, 표면의 물기를 최대한 제거하여 DSC로 Tg2(1st Tg)를 측정하였다. 상기 열풍 오븐에서 보관하기 전의 Tg1(2nd Tg)를 측정하여, 이들의 차이(Tg1-Tg2)로서, 내흡습성(△Tg)을 산출하였다. The polyester copolymer sample in the chip state was put into a 20ml vial, filled with water, and stored in an 85° C. hot air oven for 3 days. Thereafter, by removing moisture from the surface as much as possible, Tg2 (1st Tg) was measured by DSC. Tg1 (2nd Tg) before storage in the hot air oven was measured, and moisture absorption resistance (ΔTg) was calculated as the difference between them (Tg1-Tg2).
△Tg=Tg1(2nd Tg)-Tg2(1st Tg)ΔTg = Tg1 (2nd Tg) - Tg2 (1st Tg)
Tg1(2nd Tg): 중합반응 후 전처리 없이 측정 한 2nd Tg값Tg1 (2nd Tg): 2nd Tg value measured without pretreatment after polymerization
Tg2(1st Tg): 고온고습(물침지 후 85℃ 열풍오븐 보관) 조건에서 전처리 후 측정 한 1st Tg값Tg2 (1st Tg): 1st Tg value measured after pretreatment under conditions of high temperature and high humidity (after immersion in water, storage in a hot air oven at 85℃)
참고로, 상기 Tg1, Tg2는 상기 3) 유리전이온도(Tg)와 동일한 DSC 장비 및 승온 조건 하에 측정하였다. 다만, 상기 3) 유리전이온도(Tg) 측정시에는, 첫 번째 스캔에서의 Tg값이 중합반응 후 수지에 남아있는 열이력이 수지의 열 분석 결과에 영향을 줄 수 있음을 고려하여, 두 번째 스캔에서의 Tg 값을 취하였으나, 본 내흡습성 평가시에는 고온고습 하의 전처리 후 스캔 횟수에 따라 열분해 영향을 받을 수 있기 때문에 첫 번째 스캔에서의 Tg값으로 확인하여 Tg2를 산출하였다. For reference, the Tg1 and Tg2 were measured under the same DSC equipment and elevated temperature conditions as the 3) glass transition temperature (Tg). However, in the case of 3) glass transition temperature (Tg) measurement, considering that the Tg value in the first scan may affect the thermal analysis result of the resin after polymerization, the thermal history remaining in the resin may affect the second The Tg value in the scan was taken, but in this hygroscopicity evaluation, Tg2 was calculated by confirming the Tg value in the first scan because it may be affected by thermal decomposition depending on the number of scans after pretreatment under high temperature and high humidity.
상기 표 1 및 2를 참고하면, 실시예의 폴리에스테르 공중합체는 높은 고유 점도, 우수한 내열성(높은 Tg), 내흡습성 및 충격 강도를 나타내며, 낮은 color b 값 및 헤이즈를 나타내는 것으로 확인되었다. Referring to Tables 1 and 2, it was confirmed that the polyester copolymers of Examples exhibit high intrinsic viscosity, excellent heat resistance (high Tg), moisture absorption resistance and impact strength, and exhibit low color b values and haze.
이에 비해, 비교예의 폴리에스테르 공중합체는 실시예에 비해, 내흡습성 또는 충격 강도가 열악하거나, 높은 color b 값 및 헤이즈를 나타내는 것으로 확인되었다. On the other hand, it was confirmed that the polyester copolymer of Comparative Example had poor moisture absorption resistance or impact strength, or exhibited a high color b value and haze compared to Examples.
Claims (11)
아이소소바이드, 사이클로헥산디메탄올 및 플루오렌 고리를 갖는 디올을 포함하는 디올 성분의 잔기를 포함하고,
상기 디카르복실산 성분의 잔기의 100몰%를 기준으로, 상기 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기는 1 내지 15 몰%의 함량으로 포함되는 폴리에스테르 공중합체.
residues of dicarboxylic acid components including terephthalic acid; and
Residues of diol components including isocarbide, cyclohexanedimethanol and diols having a fluorene ring;
Based on 100 mol% of the residues of the dicarboxylic acid component, the residues of the diol having a fluorene ring are included in an amount of 1 to 15 mol%.
The method of claim 1, wherein the residue of the dicarboxylic acid component is dimethyl terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid, 4,4'-stilbendicarboxylic acid , 2,5-furandicarboxylic acid, 2,5-thiophenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid phthalic acid, sebacic acid, succinic acid, iso A polyester copolymer further comprising at least one residue selected from the group consisting of decylsuccinic acid, maleic acid, fumaric acid, adipic acid, glutaric acid and azelaic acid.
The polyester copolymer according to claim 1, wherein the diol having a fluorene ring includes 9H-fluorene-9,9-dialkanol.
The polyester copolymer according to claim 4, wherein the residue of the diol component further comprises a residue of ethylene glycol, or a residue of ethylene glycol and a residue of diethylene glycol.
상기 디올 성분의 잔기는 상기 아이소소바이드의 잔기의 10 내지 30몰%, 상기 사이클로헥산디메탄올의 잔기의 30 내지 60몰%, 상기 플루오렌 고리를 갖는 디올의 잔기의 1 내지 15 몰% 및 상기 에틸렌 글리콜, 또는 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜의 잔기의 5 내지 30몰%를 포함하는 폴리에스테르 공중합체.
The method of claim 4, based on 100 mol% of the residues of the dicarboxylic acid component,
The residue of the diol component is 10 to 30 mol% of the residue of the isocarbide, 30 to 60 mol% of the residue of the cyclohexanedimethanol, 1 to 15 mol% of the residue of the diol having a fluorene ring, and the A polyester copolymer comprising 5 to 30 mole % of ethylene glycol or residues of ethylene glycol and diethylene glycol.
The polyester copolymer according to claim 1, having a glass transition temperature (Tg) of 100 to 150 °C.
The method of claim 7, wherein the glass transition temperature (Tg2) measured after storing the polyester copolymer in a water-immersed state in a hot air oven at 85 ° C. for 3 days, and the glass transition temperature measured before storage in the hot air oven A polyester copolymer having moisture absorption resistance (ΔTg) defined as a difference in temperature (Tg1) (Tg1-Tg2) of 6°C or less.
The polyester copolymer according to claim 1, wherein the polyester copolymer in a pellet state immediately after polymerization has a Color b value of 0.1 to 2.
A molded article comprising the polyester copolymer of any one of claims 1 to 9.
The molded article according to claim 10, selected from the group consisting of food containers, packaging materials, medical devices and heat-resistant sheets.
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WO2024191242A1 (en) * | 2023-03-15 | 2024-09-19 | 에스케이케미칼 주식회사 | Polyester copolymer |
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2021
- 2021-08-23 KR KR1020210110703A patent/KR20230028875A/en unknown
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