KR100305840B1 - 강도, 모듈러스, 및 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스터를 중합, 방사, 연신하여 폴리에스터 섬유를 제조함에 있어서, 중합공정에서 첨가제로 펜타에리스리톨 100∼10,000ppm을 첨가하여 폴리에스터 공중합물을 제조하고, 방사공정에서 폴리에스터 용융물에 폴리올레핀 0.05∼10중량부를 첨가하여 방사하는 것을 특징으로 하는 강도, 모듈러스, 및 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 폴리에스터 중합 및 방사시에 펜타에리스리톨과 폴리에틸렌을 첨가하면 강도, 모듈러스 등의 물성이 우수하고 염색성이 우수하면서 방사성이 저하되지 않는 폴리에스터 섬유를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 높은 강도, 모듈러스 등의 물성과 우수한 염색성을 가지고, 방사성도 양호하게 유지되는 폴리에스터 섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스터 중합시 첨가제로 펜타에리스리톨을 첨가하여 폴리에스터 공중합물을 제조하고, 용융방사시 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 첨가하여 방사하는 것을 특징으로 하는 강도, 모듈러스, 및 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
폴리에스터는 통상적으로 에틸렌글리콜과 테레프탈산을 에스터반응 시킨 후, 이를 감압하에서 원하는 중합도까지 축합중합하여 제조한다. 이렇게 중합된 폴리에스터를 용융하여 방사노즐로부터 압출함에 의해 섬유상을 형성하도록 한다. 일반적으로 이와 같이 폴리에스터 섬유에 대하여 여러가지 물성을 향상시키기 위한 노력이 중합, 방사, 기타 후공정에서 이루어져 왔으며, 강도나 모듈러스 등의 물성과 염색성을 향상시키면서 방사성을 저하시키지 않으려는 노력 또한 이러한 시도 중의 하나로서 폴리에스터 섬유 제조분야에서 행해져 왔다.
그 대표적인 예로 미국특허 제 4,113,704호에서 중합공정에서 측쇄제로 트리멜리트산 등을 첨가하여 벌키성 및 염색성을 향상시키는 방법이 개시되어 있고, 유럽특허 제 0,154,425호에서는 폴리아미드 계열의 고분자를 방사시에 소량 첨가하여 물성을 향상시키는 방법을 제안하였다.
그러나, 중합공정에서 측쇄제를 첨가하는 기존의 방법은 원하는 물성을 얻기 어렵게 하는 단점이 있었고, 방사공정에서 폴리아미드 계열의 고분자를 첨가하는 방법은 폴리에스터의 방사성을 저하시켜 결국 염색성을 나쁘게 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강도나 모듈러스와 같은 물성을 향상시키면서 방사성을 해치지 않고, 염색성을 우수하게 할 수 있는 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적은 폴리에스터 중합시 첨가제로 펜타에리스리톨을 첨가하여 폴리에스터 공중합물을 제조하고, 용융방사시 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 첨가하여 방사하는 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제공함에 의해 달성할 수 있다.
즉, 본 발명은 폴리에스터를 중합, 방사, 연신하여 폴리에스터 섬유를 제조함에 있어서, 중합공정에서 첨가제로 펜타에리스리톨을 폴리에스터 공중합물에 대하여 100∼10,000ppm 첨가하여 폴리에스터 공중합물을 제조하고, 방사공정에서 폴리에스터 용융물에 폴리올레핀 0.05∼10중량부를 첨가하여 방사하는 것을 특징으로 하는 강도, 모듈러스, 및 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 폴리에스터의 중합은 일반적인 디애시드 또는 그 에스테르와 디올을 축합중합하는 방법으로 이루어진다. 바람직하기로는 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌글리콜을 에스터화 반응시킨 후 축합중합하여 폴리에틸렌테레프탈레이트를 제조하는 방법을 들 수 있다. 이러한 폴리에스터 중합공정에서 첨가제로 펜타에리스리톨(pentaerythritol)을 총 폴리에스터 공중합물에 대하여 100∼10,000ppm, 바람직하기로는 100∼1,000ppm 투입한다. 펜타에리스리톨의 함량이 100ppm 미만이면 염색성 향상을 기대할 수 없고, 10,000ppm을 초과하면 물성의 저하를 가져온다.
본 발명에서는 상기와 같이 중합된 폴리에스터를 용융방사하게 되는데, 용융방사시 폴리올레핀을 폴리에스터 용융물 100중량부에 대하여 0.05∼10중량부, 바람직하기로는 0.1∼5중량부 첨가하여 방사한다. 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 함량이 0.05중량부 미만이면 물성향상 효과를 보기 어려우며 10중량부를 초과하면 방사성이 저하되어 바람직하지 않다.
이와 같은 폴리에스터 용융액을 용융방사할 때, 통상의 반연신사 권취속도인 2,500 이상으로 방사하는 것이 바람직하고, 이렇게 제조된 폴리에스터 반연신사를 이후 원하는 원사의 물성에 맞추어 적정 연신비와 온도로 연신 또는 가연하여 폴리에스터 연신사를 제조한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 하나, 이는 본 발명의 예시적 의미일 뿐 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.
실시예 1
테레프탈산 865g, 에틸렌글리콜 345g, 반응촉매 Sb2O30.25g을 반응기에 투입하고 교반하면서 펜타에리스리톨 0.484g을 첨가하였다. 220℃에서 3시간 동안 반응하여 에스테르화 반응시키고, 이후 230∼300℃에서 2시간동안 중축합하여 폴리에스터 공중합체를 수득하였다. 방사구금 직경 0.23㎜(구멍수 36)의 압출방사기에서폴리에스터 공중합체를 방사온도 290℃로 용융하고, 폴리에틸렌 24.2g을 첨가한 후, 최종연신사의 섬도가 75데니어가 되도록 토출량을 조절하여 냉풍속도 0.4m/초로 방사한 뒤 연신하여 폴리에스터 연신사를 제조하였다. 완성된 폴리에스터 연신사의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
실시예 2
폴리올레핀으로서 폴리에틸렌대신 폴리프로필렌을 48.4g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 1
중합첨가제 펜타에리스리톨을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 2
방사공정에서 폴리올레핀을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 비교예 2 | ||
| 펜타에리스리톨(g) | 0.484(400ppm) | 0.484(400ppm) | - | 0.484(400ppm) | |
| 폴리올레핀(g) | 폴리에틸렌24.2(2중량) | 폴리프로필렌48.4(4중량) | 폴리에틸렌24.2(2중량) | - | |
| 최종연신사물성 | 강도(g/den) | 4.87 | 4.86 | 4.88 | 4.50 |
| 모듈러스(g/den) | 3.40 | 3.39 | 3.43 | 3.26 | |
| 파단신도() | 32 | 33 | 31 | 28 | |
| 방사성 | ◎ | ◎ | △ | △ | |
| 후가공성 | ◎ | ◎ | △ | ○ | |
| 염색성 | ◎ | ◎ | △ | ○ |
<염색성 평가방법>
시료 : 원사를 환편기로 20∼30㎝ 길이가 되도록 편직하였다.
염욕 : 분산염료 코우-네이비(S type)을 염료농도 1o.w.p.로 만든 후, 분산제(VGT) 1g/L, pH 4.5∼5.5(초산), 액비 1대 15로 조제하였다.
염색시험 : 시료를 염욕에 넣고, 염색온도를 30℃에서 130℃까지 1℃/분으로 일정하게 승온하여 130℃에서 30분간 유지하면서 염색하였다. 염색이 끝난 시료를 충분히 건조시킨 후, 백색판을 넣어 육안으로 염색등급을 판정하였다. 일반적인 원사의 등급을 보통(△)으로 판정하고, 이것과 상대적으로 비교하여 매우 우수한 경우(◎), 우수한 경우(○), 불량한 경우(×)로 나누어 단계적으로 평가하였다.
본 발명에 따라 폴리에스터 중합 및 방사시에 펜타에리스리톨과 폴리에틸렌을 첨가하면 강도, 모듈러스 등의 물성이 우수하고 염색성이 우수하면서 방사성이 저하되지 않는 폴리에스터 섬유를 제조할 수 있다.
Claims (2)
- 폴리에스터를 중합, 방사, 연신하여 폴리에스터 섬유를 제조함에 있어서, 중합공정에서 첨가제로 펜타에리스리톨(pentaerythritol)을 폴리에스터 공중합물 중량에 대하여 100∼10,000ppm 첨가하여 폴리에스터 공중합물을 제조하고, 방사공정에서 폴리에스터 용융물에 폴리올레핀 0.05∼10중량부를 첨가하여 방사하는 것을 특징으로 하는 강도, 모듈러스, 및 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이거나 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 강도, 모듈러스, 및 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법.
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