KR980009548A - 내오염성이 우수한 초지건조용 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 또는 그 공중합체를 이용하여 초지건조용 모노필라멘트를 제조함에 있어, 폴리에스테르 또는 그 공중합체 40∼99.8 중량%와 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체 0.1∼50 중량%, 그리고 2,2'-비스옥사졸린 0.1∼5.0 중량% 및 폴리올레핀 중합체 0∼15 중량%와 열안정제 0∼10 중량%를 혼합, 용융 방사하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체의 첨가로 내오염성을 부여하여 오염에 의한 초지 건조용 캔바스의 내오염성 및 통기성을 향상시켰다. 그리고, 2,2'-비스옥사졸린을 첨가하여 폴리에스테르의 분해에 촉매작용을 하는 말단 카르복시기를 봉쇄하거나 소멸시킴으로써, 말단 카르복시기의 함량을 10meq/kg 이하로 조정하여서 폴리에스테르의 가수분해에 의한 물성 저하도 방지한 것이다.

Description

내오염성이 우수한 초지건조용 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하 폴리에스테르라고함) 또는 그 공중합체와 열가소성 중합체인 에틸렌-테트라플루오르에틸렌중합체, 2,2'-비스옥사졸린, 폴리올레핀 중합체 및 열안정제를 혼합, 용융 방사하여서 내가수분해성과 합께 내오염성이 우수한 초지건조용 폴리에스테르 모노필라멘트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 초지용구는 포밍 패브릭(Forming fabric), 프레스 펠트(Press felt), 드라이 캔바스(Drycanvas)로 구분할 수 있다.

이 중에서 드라이 캔바스는 초지를 포의 형태로 만들어 주는 것으로서 회전하는 건조 실린더에 설치하여 건조되지 않은 상태의 급지를 운반하는 역할을 한다. 보통 건조부는 상하로 건조 실린더가 복잡하게 설치되어 대게 3개의 군으로 이루어져 있으며, 각 군은 드라이 켄바스가 벨트의 역할로 상하가 연결되어 주행하면서 급지를 건조하게 된다.

이때 발생하는 문제점으로서 캔바스의 오염에 의한 초지의 오염 및 통기성 저하로 인한 생산성의 저하 그리고 초지 건조시의 고온 열풍으로 인하여 모노필라멘트의 가수분해와 이에 따른 기계적 물성의 저하를 들 수 있다.

한편, 제지공장에서 초지의 형성작업 진행 과정에서 발생하는 오염물질로는 초지의 원료인 펄프가 가지고 있는 단섬유와 송진 등의 물질, 작업 환경에서 발생되는 먼지, 폐지를 사용함에 따른 인쇄용 잉크가 초지의 표면에 부착된 것, 그리고 제지기가 회전하면서 발생되는 윤활 물질에 의한 것 등이 있다. 상기오염물질들은 캔바스의 통기성을 저하시켜 초지 건조 효과를 저하시킨다.

또한, 초지건조를 위한 고온 열풍때문에 작업장 내부가 고온 다습해지기 쉽고 이로 인하여 모노필라멘트의 가수분해가 발생하여 캔바스의 기계적 물성 저하가 촉진된다.

상술한 바와같은 이유로 인하여 종래의 제지 공장에서는 캔바스를 자주 교체하였기 때문에 공정의 중단에 따르는 생산성 저하가 문제점이 되었다. 따라서, 이와 같은 문제점을 해결하려면 캔바스에 내오염성 및 내가수분해성을 부여해서 캔바스의 수명을 연장시키고 그 교체주기를 연장시켜 주어야 한다.

내오염성을 개선하는 공지의 방법으로는 저분자 불소 화합물을 이용하는 방법(미국 특허 제 4,388,372호), 모노에테르기가 포함된 폴리글리콜을 이용하는 방법(미국 특허 제 4,754,142호)등이 있으나, 이와 같은 방법들은 단순히 섬유나 직물의 표면에 내오염성의 기능을 갖는 저분자 화합물을 표면에 도포 하는 방법으로서, 이 방법으로는 일시적인 내오염성 효과를 얻을 수 있을 뿐, 실제 사용 시에는 캔바스로 부터 내오염성 물질이 쉽게 탈락되어서 캔바스의 교체주기를 크게 연장시킬 수 없었다.

또한, 내가수분해성을 부여하는 방법으로는 일본공개특허 공보 소50-9525(1975)에 소개된 바와같이 폴리에스테르와 페닐렌 비스옥사졸린 화합물을 첨가하는 방법, 유럽 특허 EP72917에는 모노필라멘트의 가수분해를 억제하기위해서 폴리카보디이미드를 첨가하여 말단 카르복시기를 감소시키는 방법이 소개되어 있으나, 이는 말단 카르복시기를 충분히 감소시키지 못하여 장시간 사용 시(내가수분해성 평가 측정 시) 100시간 미만에서 급격히 그 효과가 저하되는 단점이 있다.

또한 상기 방법들은 첨가제에 의하여 말단 카르복시기가 감소는 하지만 분자량 저하에 의한 점도(粘度) 저하 현상은 고려하고 있지않다.

특히, 페닐렌 비스옥사졸린은 융점이 140℃로서 내열성이 없으므로 모노필라멘트 제조 할때의 열에 의하여 분해되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 제지과정에서 캔바스의 내오염성과 내가수분해성이 향상될 수 있도록 열가소성 폴리에스테르 종합체와 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체, 그리고 융점이 204℃로서 폴리에스테르의 용융방사시에 우수한 내열특성을 가진 2,2'-비스옥사졸린과 폴리올레핀 종합체 및 열안정제를 혼합시켜 용융 방사함을 특징으로 하는 초지건조용 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리에스테르 또는 그 공중합체를 이용하여 초지건조용 모노필라멘트를 제조함에 있어, 폴리에스테르 또는 그 공중합체 40∼99.8 중량%와 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체 0.1∼50 중량%, 그리고 2,2'-비스옥사졸린 0.1∼5.0 중량% 및 폴리올레핀 종합체 0∼15 중량%와 열안정제 0∼10 중량%를 혼합하여 용융 방사함을 특징으로 하는것이다.

본 발명에서 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체의 사용량이 0.1 중량% 미만이면 첨가 효과를 나타내지 못하여 내오염성을 향상시킬 수 없고, 50 중량%를 초과하면 모노필라멘트의 기계적 성능이 저하된다.

또 본 발명에서 2,2'-비스옥사졸린의 사용량이 0.1 중량%미만이면 폴리에스테르 말단 카르복시기를 감소시키는 효과가 없으며, 5.0 중량%를 초과하면 2,2'-비스옥사졸린의 열분해로 모노필라멘트의 색상이 변하고 오히려 말단 카르복시기의 함량이 증가되는 문제점이 발생된다.

또 본 발명에서 폴리올레핀 중합체의 첨가량이 15 중량%를 초과하면 모노필라멘트 제조 공정 작업성이 저하되며 기계적 성질이 저하된다. 또 본 발명에서 열안정제를 10중량% 초과하여 첨가하면, 열안정제의 효과가 감소되며 모노필라멘트의 기계적 성질이 저하된다.

본 발명에서 폴리에스테르 중합체, 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체 및 2,2'-비스옥사졸린은 필수 성분이며, 그밖에 상술한 바와같이 한성분 또는 두성분을 추가 시켜서 4성분 내지 5성분이 혼합된 모노필라멘트를 제조할 수 도 있다.

열안정제를 추가로 첨가하는 경우에는 첨가하지 않은 경우에 비하여 말단 카르복시기의 함량을 감소시키는 효과면에서 우수하며, 폴리올레핀 중합체를 첨가하면 이것이 결정화 핵제로 작용하여 작업성 및 기계적 성질을 향상시켜준다.

본 발명으로 제조된 폴리에스테르 모노필라멘트는 영구적으로 우수한 내오염성과 함께 내가수분해성을 가지고 있기때문에 제지업체에서 사용과정에 문제가 되는 오염물질의 부착을 방지해 줄 수 있으며 동시에 초지가 함유하고 있는 수분에 대한 방수·발수성이 우수하므로 장기간에 걸쳐 초지용구를 사용하여도 초지의 오염 방지와 초지 기구의 수명을 향상 시켜주는 효과가 있다. 또한, 내가수분해성이 향상되어 고온 다습한 작업 환경에서도 장기간에 걸쳐 초지용구를 사용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명으로 제조된 폴리에스테르의 특성 평가는 다음과 같은 방법으로 실시하였다.

1. 고유점도(Ⅳ)

우벨로드 점도계를 사용하여 오르소클로로페놀 100㎖에 대하여 시료 80g을 용해한 용액의 상대점도 η_r을 25℃에서 측정하여 다음의 근사식에 의해 Ⅳ를 산출한다.

2. 말단 카르복시기 합량

분쇄한 시료를 203℃ 의 벤질알콜에 용해하고 페놀레드 지시약을 가한 후 가성카리벤질알콜 용액으로 폴리머중의 말단 카르복시기를 중화 적정하여 다음의 식에 의하여 말단 카르복시기의 g당량/1000g을 산출한다.

C：말단 카르복시기 (g당량/1000g)

A：본시험 0.1노르말 가성카리벤질알콜 적정량 (ml)

B：공시험 0.1노르말 가성카리벤질알콜 적정량(ml)

f：가성카리벤질알콜의 factor

w : 시료 무게

3. 내가수분해성

제작된 시편에 120℃의 증기를 가하여 일정기간 체류 후, 초기 강력에 대한 강력 유지율로 평가한다. 본 발명에서는 180시간 후 측정하였으며, 강력유지율이 85% 초과인 경우 우수, 70∼85%인 경우 양호, 70% 미만인 경우 불량으로 평가하였다.

4. 내오염성의 평가 방법

오염물질의 일종인 윤활유에 모노필라멘트를 5분간 침지한 다음 접촉각 측정기를 사용하여 윤활유의 표면 부착정도를 접촉각으로 평가하였다.

[제조예]

폴리에스테르, 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체, 2,2′-비스옥사졸린, 폴리올레핀 중합체, 열안정제를 직접 또는 마스터뱃치 화하여 통상의 모노필라멘트 제조방법으로 용융방사하여 폴리에스테르 모노필라멘트를 제조하였다.

용융방사 하기전에 독특한 색상을 부여하기 위하여 여러 색상의 안료를 통상의 방법대로 폴리에스테르 조성물에 첨가하였다.

본 발명에 사용된 폴리에스테르는 통상의 제조방법으로 제조한 고유점도 0.6∼1.2dl/g이고 말단 카르복시기의 함량이 20∼40 meq/kg을 갖는 것을 사용하였다.

상기 방법으로 제조한 표1의 폴리에스테르 모노필라멘트의 직경은 0.7mm였다.

[실시예 1∼5]

고유 점도가 0.64dl/g이고 말단 카르복실기가 30meq/kg인 폴리에스테르를 사용하고, 표1의 조성비를 갖는 조성물을 혼합 방사하여 제조한 폴리에스테르 모노필라멘트의 내오염성과 내가수분해성등을 평가하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

[실시예 6∼10]

고유 점도가 0.81dl/g이고 말단 카르복실기가 28meq/kg인 폴리에스테르를 사용하고, 표1의 조성비를 갖는 조성물을 혼합 방사하여 제조한 폴리에스테르 모노필라멘트의 내오염성과 내가수분해성등을 평가하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

[비교예 1∼8]

고유 점도가 0.64dl/g이고 말단 카르복실기가 30meq/kg인 폴리에스케르를 사용하고, 표1의 조성비를 갖는 조성물을 혼합방사하여 제조한 폴리에스테르 모노필라멘트의 내오염성과 내가수분해성등을 평가하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

[비교예 9]

고유 점도가 0.81dl/g이고 말단 카르복실기가 28meq/kg인 폴리에스테르를 사용하고, 표1의 조성비를 갖는 조성물을 혼합 방사하여 제조한 폴리에스테르 모노필라멘트의 내오염성과 내가수분해성등을 평가하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

실시예와 비교예로 폴리에스테르 모노필라멘트의 직경은 0.7mm이었다.

[표 1]

Claims (3)

1. 폴리에스테르 중합체를 이용하여 초지 건조용 모노필라멘트를 제조함에 있어서, 폴리에스테르 또는 그 공중합체 40∼99.8 중량%와 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체 0.1∼50 중량%, 그리고 2,2'-비스옥사졸린 0.1∼5.0 중량%를 혼합하여 용융 방사함을 특징으로 하는 내오염성이 우수한 초지건조용 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 열안정제를 0∼10 중량% 첨가하여 용융 방사하는 것을 특징으로 하는 내오염성이 우수한 초지 건조용 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리올레핀 중합체를 0∼15 중량% 첨가하여 용융 방사하는 것을 특징으로 하는 내오염성이 우수한 초지 건조용 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법.

   ※참고사항:최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.