KR19990076040A - 폴리에스테르-이미드 공중합체 및 그의 포장용품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스 베리어성 및 성형성이 우수한 폴리에스테르-이미드 공중합체 및 그의 포장용품에 관한 것이다.
본 발명의 폴리에스테르-이미드 공중합체는 다음 일반식 (I), 일반식 (II) 또는 일반식 (III)의 디이미드-디올 단량체, 프로필렌글리콜 및 테레프탈산 또는 이의 유도체의 공중합으로 제조되며 포장용 쉬트 및 용기등으로 유용하다.
Description
본 발명은 가스베리어성 및 성형성이 우수한 폴리에스테르-이미드 공중합체 및 그의 포장용품에 관한 것이다.
폴리에스테르 특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 기계적, 화학적 특성이 우수하여 섬유, 필름 및 공학용 플라스틱 등으로 널리 사용되고 있다.
그중 플라스틱 용기로의 사용은 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 우수한 기계적 물성과 투명성 및 인체 무해성 등으로 인하여 음료수용기, 시약용기, 미네럴워터 및 주류 등의 용기로 많이 사용되고 있으며, 그 수요도 계속 증가 추세에 있다.
그러나 폴리에틸렌 테레프탈레이트 호모폴리머는 오렌지 쥬스와 같이 뜨거운 상태로 주입되는 경우와 살균을 거쳐야하는 경우에는 내열성이 낮아 사용에 곤란한 점이 있었다. 폴리에틸렌도 내열성이 우수하기는 하나 상술한 고온충전에 적합할 정도로 충분한 내열성을 갖고 있지는 않다.
종래에는 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 내열중공용기들을 성형하는 방법으로 폴리아릴레이트와 같은 내열수지를 적층하는 방법, 성형후 열세팅하는 방법 (일본특공소 59-3301, 일본특개소 55-12031, 동 56-75933), 성형후 용기를 용매처리하여 결정화도를 향상시키는 방법 (일본특공소 59-15807) 등이 알려져 있다.
이 방법들은 특수 성형 수단을 사용하거나 또는 성형후 처리를 해줌으로서 본래의 투명성을 어느정도 떨어뜨리게 된다. 또한 호모폴리머 자체로는 가스베리어성에 한계가 있어 보향성을 유지할 수 있는 기간이 유리병에 비하여 상당히 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 가스베리어성, 성형성 및 투명성이 우수하여 포장용 용기 및 시트 등의 제조에 적합한 신규의 폴리에스테르-이미드 공중체를 제공하는데 있다.
본 발명은 가스베리어성 및 성형성 등이 우수한 폴리에스테르-이미드 공중합체 및 이들로 제조한 포장용품을 제공하고자 한다.
본 발명은 가스베리어성 및 성형성이 우수한 폴리에스테르-이미드 공중합체 및 그의 포장용품에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 다음 일반식 (I), 일반식 (II) 또는 일반식 (III)의 디이미드-디올 단량체, 프로필렌글리콜 및 테레프탈산 또는 이의 유도체가 공중합된 폴리에스테르-이미드 공중합체에 관한 것이다.
본 발명의 공중합체는 통상의 폴리에스테르 제조 방법과 비슷하게 제조될 수 있다.
구체적으로 통상의 소형 폴리에스테르 중합관에 테레프탈산 또는 이의 유도체, 프로필렌글리콜 및 일반식 (I), 일반식 (II) 또는 일반식 (III)의 디이미드-디올 단량체을 투입한 후, 240℃에서 에스테르화 반응을 행한 후 285℃로 승온시키면서 감압하여 1토르 이하의 진공 상태에서 에틸렌글리콜을 제거하면서 중축합하여 폴리에스테르-이미드 공중합체를 합성한다. 이때 사용되는 촉매는 티타늄 화합물이 주로 사용되며 그 함량은 중합체 대비 200 내지 400 ppm 이 첨가된다.
촉매량이 200ppm 미만이면 반응속도가 낮아, 본 발명에서 충분한 고중합도의 제품을 얻기가 어려우며, 반응시간이 길어져 최종제품의 색상에 불리한 요인으로 작용한다. 또한 촉매의 양이 400ppm 을 초과하는 경우 반응속도는 증가하지만 첨가제의 함량 증가에 따라 색상 불량의 요인이 증가하고, 최종 수지의 결정화속도를 증가시켜 포장용 제품의 탁도를 증가시키는 요인이 된다.
또한 내열제로서는 인화합물인 인산, 트리에틸포스페이트, 트리메틸포스페이트, 트리페닐포스페이트 및 이들과 포스파이트 계통의 인화합물의 혼합물을 사용할 수 있다. 내열제 함량은 중합체 대비 200 내지 400ppm 이 적당하다. 또한 색상을 증진시키기 위하여 코발트 화합물을 첨가할 수도 있다.
이때 테레프탈산의 유도체로는 디메틸테레프탈레이트 또는 디메틸테레프탈레이트 등이 사용될 수 있다.
공중합체로 첨가되는 일반식 (I), (II) 또는 (III)의 디이미드 디올 단량체는 공중합체에 내열성 및 가스베리어성을 부여하는 역할을 한다. 기본적으로 폴리에스테르 호모 폴리머는 가스베리어성이 떨어지기 때문에 본 발명에서는 이를 보완코자 상기 디이미드-디올 단량체를 공중합하는 것이다.
또한 본 발명의 폴리에스테르-이미드 공중합체중 폴리에스테르 부분은 프로필렌글리콜과 테레프탈산 또는 이의 유도체가 축중합되어 제조되기 때문에 구체적으로 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트이다.
상기 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 중합 방법 및 화학적 구조가 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 매우 유사하지만 열적, 기계적 특성에 있어서는 많은 차이가 있다.
폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트나 폴리부틸렌 테레프탈레이트에 비해 특히 유연성이 우수하다. 그 결과 본 발명의 폴리에스테르-이미드 공중합체의 성형성이 양호하게 된다. 그러나 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 비해 내열성이 낮다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 발명에서는 상기 디이미드-디올 단량체를 공중합하는 것이다. 공중합체로 첨가되는 상기 일반식 (I)∼(III)의 디이미드-디올 단량체는 폴리에스테르 단위 100 중량부에 대하여 5∼20 중량부 공중합하는 것이 바람직하다. 만약 5중량부 미만인 경우에는 공중합체의 가스 베리어성이 부족하게 되고 20 중량부를 초과하는 경우에는 색상이 불량하게 된다.
본 발명에서 사용하는 디이미드-디올 단량체는 피로멜리트산을 모노에탄올아민 혹은 그의 유도체와 반응시켜 제조할 수 있다. 본 발명의 폴리에스테르-이미드 공중합체는 용도에 따라 충진물, 색소, 유리섬유, 가소제, 안정제, 윤활제 등의 첨가제를 포함하기도 한다.
본 발명의 공중합체는 주로 포장용 용기, 포장용 쉬트 등과 같은 포장용품 제조에 사용된다. 본 발명의 공중합체로 제조된 포장용품은 가스베리어성이 특히 우수하다.
본 발명에서는 고유점도 및 가스 투과도를 다음과 같은 방법으로 측정한다.
ㆍ 고유점도
페놀/테트라클로로에탄 0.4% 농도에서 측정한다.
ㆍ 산소 및 이산화탄소 투과도 (ccㆍmm/㎡ㆍ24시간ㆍ1기압)
본 발명의 공중합체로 2축 연신 쉬트를 제조한 후 이들의 산소 및
이산화탄소 투과도를 가스 투과도 측정기 (N-15011 PVD - 180K
- 일본 도요세끼 제품)로 측정한다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
통상의 폴리에스테르 중합관에 테레프탈산 90g, 상기 일반식 (I)의 디이미드-디올 4g 및 프로필렌글리콜 50ml를 넣고, 240℃에서 2∼3시간 반응시켜 에스테르 반응을 종료한 후, 촉매로 트리부칠렌타이타네이트 0.03g, 트리에칠포스페이트 0.03g을 차례로 투입한 후 1 시간동안 280℃로 상승시키며 감압하여 1토루 미만의 반응 조건에서 1 시간동안 반응시킨다. 여기에 질소를 충입하여 상압으로 맞춘 후 코폴리머를 토출하여 폴리에스테르-이미드 공중합체 칩 (50g)을 제조한다.
이러한 방법으로 합성한 폴리에스테르-이미드 공중합체를 120℃에서 4시간동안 진공건조 시킨 후 페놀/테트라클로로에탄 0.4% 농도에서 고유점도를 측정하고, 열압축기를 사용하여 쉬트를 제조한 다음 2축 연신기로 이들을 연신하여 연신 쉬트를 제조한다.
이와 같이 제조한 연신 쉬트의 이산화탄소 및 산소 투과도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
실시예 2∼실시예 4 및 비교실시예 1∼비교실시예 3
디이미드-디올의 종류 및 첨가량을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 폴리에스테르-이미드 공중합체 및 그의 연신 쉬트를 제조한다. 이와 같이 제조한 연신 쉬트의 이산화탄소 및 산소 투과도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
<표 1> 제 조 조 건
| 디이미드 디올 종류 | 디이미드 디올 첨가량 | |
| 실 시 예 1 | 일 반 식 (I) | 4 |
| 실 시 예 2 | 일 반 식 (II) | 8 |
| 실 시 예 3 | 일 반 식 (III) | 16 |
| 실 시 예 4 | 일 반 식 (I) | 20 |
| 비교실시예 1 | 일 반 식 (I) | 2.4 |
| 비교실시예 2 | 일 반 식 (II) | 25 |
| 비교실시예 3 | - | 0 |
<표 2> 물성 평가 결과
| 고유점도 | 산소투과도[(ccㆍmm/㎡ㆍ24시간ㆍ1기압)] | 이산화탄소 투과도[(ccㆍmm/㎡ㆍ24시간ㆍ1기압)] | |
| 실 시 예 1 | 0.64 | 2.2 | 5.4 |
| 실 시 예 2 | 0.61 | 2.1 | 5.0 |
| 실 시 예 3 | 0.65 | 1.6 | 4.8 |
| 실 시 예 4 | 0.63 | 1.4 | 4.5 |
| 비교실시예 1 | 0.66 | 3.0 | 6.5 |
| 비교실시예 2 | 0.61 | 1.3 | 4.1 |
| 비교실시예 3 | 0.62 | 3.1 | 6.9 |
본 발명의 폴리에스테르-이미드 공중합체는 가스베리어성, 성형성 및 투명성이 우수하여 식품 등의 포장용 용기 및 쉬트 등의 제조에 매우 유용하다.
Claims (3)
- 다음 일반식 (I), 일반식 (II) 또는 일반식 (III)의 디이미드-디올 단량체, 프로필렌글리콜 및 테레프탈산 또는 이의 유도체가 공중합된 폴리에스테르-이미드 공중합체.
- 1항에 있어서, 디이미드-디올 단량체가 폴리에스테르 100중량부에 대하여 5∼20 중량부 공중합된 폴리에스테르-이미드 공중합체.
- 1항의 폴리에스테르-이미드 공중합체로 제조된 포장용품.
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|---|---|---|---|
| KR1019980010648A KR19990076040A (ko) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 폴리에스테르-이미드 공중합체 및 그의 포장용품 |
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|---|---|
| KR19990076040A true KR19990076040A (ko) | 1999-10-15 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5681337A (en) * | 1979-12-04 | 1981-07-03 | Toutoku Toryo Kk | Production of polyester-imide resin |
| KR910018704A (ko) * | 1990-04-02 | 1991-11-30 | 게라르트 빌렘 벨트만 | 볼-콕(Ball-cock) |
| KR970005967A (ko) * | 1995-07-18 | 1997-02-19 | 한승준 | 차량용 에어백 |
-
1998
- 1998-03-27 KR KR1019980010648A patent/KR19990076040A/ko not_active Application Discontinuation
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