KR100355721B1

KR100355721B1 - 폴리트리메틸렌테레프탈레이트섬유의염색방법및이렇게염색된섬유의용도

Info

Publication number: KR100355721B1
Application number: KR1019960704656A
Authority: KR
Inventors: 페터 히르트; 길베르트 퀼; 헤르만 피아나; 한스외르크 트라우프; 하인츠 헤를링거
Original assignee: 이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 2003-01-06
Also published as: GR3026379T3; CN1154728A; CA2183736C; ATE162242T1; JPH09509225A; MY130115A; CA2183736A1; WO1995022650A1; DE59501289D1; DE19505576A1; MX9603276A; JP4213202B2; CN1080349C; EP0746648B1; ES2112046T3; KR970701285A; DK0746648T3; EP0746648A1; TW318192B; US5782935A

Abstract

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유(PTMT 섬유)의 염색방법이 기재되어 있다. PTMT 섬유는 비점에서 또는 비점 미만에서 1종 이상의 분산 염료를 함유하는 수욕에서 처리된다. 본 방법은 PTMT 섬유가 압력 및 캐리어없이 염색됨을 특징으로 한다. 염색은 욕 온도 20 내지 50℃에서 시작하고, 온도를 20 내지 90분, 바람직하게는 45분 이내에 욕의 비점 이하로 또는 욕의 비점보다도 20℃를 초과하는 염색온도 이하로 높이고, 염색온도 또는 비점온도에서 20분 이상, 바람직하게는 30 내지 90분 동안 계속 염색한 후, 온도를 20 내지 50℃로, 바람직하게는 분당 1℃의 냉각속도로 낮춰서 욕에 함유된 염료의 95% 이상이 PTMT 섬유에 의해 흡수되고 분산 염료가 염색되는 섬유의 직경의 5%에 상당하는 상대 깊이 이상으로 섬유를 함침시킨다.

Description

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염색방법 및 이렇게 염색된 섬유의 용도

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTMT)는 디올 성분으로서 1,3-프로판디올을, 디카복실산 성분으로서 테레프탈산을 갖는 폴리에스테르이다. 폴리에스테르의 대규모 합성은 기본적으로 상이한 두 가지 방법으로 수행될 수 있다(참조. H-D. Schumann in Chemiefasern/Textilind. 40/92(1990), P. 1058 et seq.).

한편, 약 1960년까지 주로 사용된 고전적인 방법은 디메틸 테레프탈레이트를 디올과 트랜스에스테르화(transesterification)하여 비스-하이드록시알킬테레프탈레이트를 수득한 후에 중축합시킴을 포함한다. 한편, 오늘날 주로 사용하는 방법은 테레프탈산과 디올을 직접 에스테르화한 후, 중축합시킴을 포함한다.

160 내지 210℃에서 촉매를 사용한 트랜스에스테르화 동안, 디메틸 테레프탈레이트는 1,3-디프로판디올과 트랜스에스테르화되고 방출되는 에탄올은 상압에서 반응 혼합물 외부로 증류된다. 주로 비스-(3-하이드록시프로필) 테레프탈레이트를포함하는 반응 혼합물을 감압하에 250 내지 280℃로 추가로 가열하고 방출되는 1,3-프로판디올을 제거한다. 비스-(3-하이드록시프로필)테레프탈레이트로부터 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 형성은 트랜스에스테르화에 사용된 촉매와 동일한 촉매에 의해 촉매될 수 있거나 이의 탈활성화 후에 상이한 중축합 촉매가 첨가될 수 있다.

[반응식]

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 제조는 GB 제578079호에 이미 기재되어 있다. 디메틸 테레프탈레이트와 1,3-프로판디올과의 트랜스에스테르화는 나트륨과 마그네슘에 의해 촉매된다. 방출된 알콜은 상압에서 증류되고 반응 혼합물은 감압하에 추가로 가열하여 중합성 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 수득한다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트로부터 제조된 배합 섬유는 GB 제1075689호에 기술되어 있다. 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 제조할 경우, 디메틸 테레프탈레이트와 1,3-프로판 디올은 출발 물질로서 사용되고티타늄 테트라부틸레이트는 트랜스에스테르화 및 중축합 촉매로서 사용된다.

두가지 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 제조용 촉매 시스템이 FR 제2038039호로부터 공지되어 있다. 둘 다의 경우에, 디메틸 테레프탈레이트와 1,3-프로판디올이 출발 물질로서 사용된다. 한편, NaH[Ti(OBu)₆)]은 트랜스에스테르화 및 중축합 촉매로서 사용되고, 다른 한가지 방법에서, 듀퐁(Du Pont)으로부터 공급되는 "타이저 티비티(Tyzor TBT)"는 트랜스에스테르화 촉매로서 사용되고 안티몬 화합물은 중축합 촉매로서 사용된다.

폴리에스테르 제조용 촉매에 대하여 독일 OS 제19 54 527호는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 제조 동안의 또 다른 촉매 작용의 가능성을 기재하고 있다. 여기서도, 디메틸 테레프탈레이트와 1,3-프로판디올은 출발 물질로서 사용된다.

망간(II) 아세테이트 테트라하이드레이트는 트랜스에스테르화 촉매로서 사용되고 입자 크기가 2 ㎛ 미만인 육방정계 결정질 게르마늄 디옥사이드는 중축합 촉매로서 사용된다. 이들 촉매는 테레프탈산, 1,2-에탄디올 및 1,3-프로판디올로부터 이원공합체 제조용으로도 사용될 수 있다.

티탄을 기재로 하지 않는 추가의 촉매 혼합물이 미합중국 특허 재4,167,541호에 기재되어 있다. 이 경우, 코발트 아세테이트와 아연 아세테이트는 1,3-프로판디올을 사용하는 디메틸 테레프탈레이트의 트랜스에스테르화용 촉매로서 기재되어 있고 안티몬 옥사이드는 중축합용 촉매로서 사용된다.

촉매 시스템의 신규 형태가 미합중국 특허 제4,611,049호 및 DE-OS 제34 22733호에 기재되어 있다. 역시, 디메틸 테레프탈레이트와 1,3-프로판디올로부터 출발하고 티타늄 테트라부틸레이트를 촉매로서 첨가한다. 또한, p-톨루엔설폰산을 촉진제로서 첨가하여 고분자량을 달성한다.

1988년에 시.시. 곤첼레츠(C.C,), 제이. 엠. 페레나(J. M.) 및 에이. 벨로(A. Bello)(참조: J. Polym. Sci., Part B : Polymer Physics 26(1988), 1397)는 디메틸 테레프탈레이트, 1,3-프로판디올 및 디트리메틸렌 글리콜로부터 출발하여 선상 폴리에스테르를 제조하였다. 테트라이소프로필 티타네이트는 트랜스에스테르화 및 중축합 촉매로서 사용된다. 테레프탈산, 1,3-프로판디올 및 디트리메틸렌글리콜의 공중합체도 동일한 촉매를 사용하여 제조할 수 있다.

각종 추가의 촉매 시스템이 최근에서야 EP 제547 553호에 기재되었다. 디메틸 테레프탈레이트와 1,3-프로판디올로부터 출발하고, 티타늄 테트라부틸레이트, 나트륨 및 티타늄 테트라부틸레이트, 아연 아세테이트, 코발트 아세테이트 및 티타늄 테트라부틸레이트 뿐만 아니라 부틸하이드록시틴 옥사이드는 트랜스에스테르화 촉매로서 기재되어 있다. 사용되는 중축합 촉매는 티타늄 테트라부틸레이트, 안티몬트리옥사이드, 부틸하이드록시틴 옥사이드 및 안티몬 트리옥사이드와 부틸하이드록시틴 옥사이드와의 조합물이다.

이는 처음으로 직접 에스테르화의 합성 경로를 제공하기도 한다. 테레프탈산과 1,3-프로판디올로부터 출발하여 에스테르화는 가압하에 열적으로 수행된 후, 중축합은 안티몬 트리옥사이드에 의해 촉매된다.

모든 공보는 위에서 기술한 상이한 PTMT의 제조 방법 또는 이로부터의 섬유를 기재하고 있다. 그러나, 어떠한 공보도 PTMT 섬유의 염색에 대해 기술적으로 상세하게 기재하고 있지 않다.

기타 폴리에스테르 섬유, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유에 있어서, 이미 이들의 염색 형태에 대한 일련의 조사가 있었다. 따라서, 텍스타일 부문에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 용도가 항상 염색에 관한 특정 문제와 연관되어 있음은 공지되어 있다(참조: Herlinger, Gutmann and Jiang in CTI, Chemiefasern/Textilindustrie 37/89, February 1987, P. 144-150).

기본적으로, 폴리에스테르는 단지 소위 HT 조건하에서, 즉 승온(예: 130℃)에서 가압 용기에서 캐리어를 사용하여 분산 염료로 최적으로 염색시킬 수 있다(참조:v. Falkai in "Synthesefasem", Verlag Chemie, Weinheim, 1981, p. 176). 캐리어는 무엇보다도 염료가 실제로 흡수될 수 있도록 하기 위해서 염액에 첨가되어야 하는 특정 보조제이다. 섬유 팽윤제로서도 불리울 수 있는 캐리어의 예는, 특히 0-하이드록시비페닐 또는 트리클로로벤젠이다. 이런 유형의 보조제는 그 이상에서 비결정질 영역내의 섬유의 큰 분자 세그먼트가 유동하게 되는 동결 온도를 낯춰서 염색 공정을 촉진한다고 추측된다.

섬유의 내구성에 대한 바람직하지 못한 효과를 피하기 위해서 염색 절차 후에 섬유로부터 캐리어를 제거할 필요성, 자연 보호에 대한 관심(캐리어에 의한 배출물과 공기의 오염) 및 폴리에스테르/양모(양모는 HT 공정으로 염색될 수 없다) 혼합물을 염색하는데 있어서의 문제점은 캐리어를 사용하지 않고 비점에서 염색될수 있는 폴리에스테르 섬유가 개발되도록 하였다.

비점에서 캐리어없이, 가압하지 않고 염색될 수 있는 폴리에스테르를 제조하기 위해서, 폴리에스테르는 화학적으로 또는 물리적으로 개질될 수 있음은 공지되어 있다(참조: Herlinger et al. in : Chemiefaser/Textilindustrie CTI 37/89, p. 144-150, in Chemiefaser/Textilindustrie CTI 37/89, p. 806-814 and in Chemiefaser/Textilindustrie CTI 40/92, February 1990).

화학적 개질의 경우, 예를 들면 에테르 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 제조된다. 따라서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체(PETP)의 제조 동안, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 단위로 이루어진 폴리에테르 블록이 PETP 쇄에 혼입되고 이들의 유동성으로 인해 염료의 흡수를 촉진한다. 유사하게, PEG 단위 대신에 폴리부틸렌 글리콜 단위를 중합에 의해 폴리에틸렌 테레프탈레이트 속으로 혼입시키려는 시도가 있었다. 유리 전이 온도의 저하는 또한 이러한 유형의 폴리에스테르에서 주목되며 염색 거동도 확실히 향상된다.

또한, 염색 특성을 향상시키기 위해서 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 코폴리에스테르를 제조할 수 있지만 이들은 열안정성이 충분하지 못하여 순수한 폴리부틸렌 테레프탈레이트(이는 원래 캐리어를 사용하지 않고 염색될 수도 있지만 융점이 너무 낮아서 최종 단계에 요구되는 승온을 적용하지 못한다)처럼, 대용품으로서 간주될 수 없음은 공지되어 있다.

대조적으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 과립의 기계적 혼합물의 공압출로 제조되는 물리적으로 개질된 유형의 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 열안정성이 우수하다.

DE-Al 제36 43 752호로부터, 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 캐리어를 사용하지 않고 가압하지 않고 수용액 속의 분산 염료로 염색될 수 있음은 공지되어 있다.

울만(참조. Ullmann, 4th ed., vol. 22, p. 678(1983))으로부터 PET의 경우에 캐리어 또는 압력을 사용하지 않고 염색시킴으로써 매우 엷은 쉐이드의 색이 때때로 형성될 수 있음은 공지되어 있다. 이에 적합한 유형의 분산 염료는 100℃에서 PET 섬유 속으로 충분히 빠르게 확산될 수 있는 염료, 예를 들면 C. I. 디스퍼스 레드 60이다. 그러나, 위에서 이미 언급된 이 절차를 사용하면, 섬유 표면의 매우 약한 환상 염색이 이루어지는데, 일반적으로 용액에 존재하는 극히 작은 비율의 색만이 흡수된다. 모든 경우의 결과는 색강도가 낮은 엷은 쉐이드의 색이다. 이는 일반적인 모든 분산 염료에 대해 사실이며 확산 계수가 높은 염료에 대해서도 사실이다.

마지막으로, US 제3,841,831호는 캐리어 및 압력없이 25 내지 100℃에서 수욕속의 분산 염료를 사용하여 폴리에스테르 섬유를 염색하는 방법을 기재하고 있다. 그러나, 이러한 일반적인 언급은, US 제3,841,831호의 명세서에서 한편으로는 PET 섬유, 및 다른 한편으로는 염색 욕 속의 매우 소량의 염료로 매우 제한된다. 또한, 언급된 염색 공정은 항상 섬유 속으로 염료가 다소 깊이 침투하는 것을 촉진시키기 위해 추가의 고정 단계를 포함한다. 이 모두는 텍스타일 부문에서 PET를 사용할 경우, 지금까지 캐리어 또는 압력을 사용하지 않고 최적 염색이 가능할 수 없었던 사실을 지지한다.

기본적으로, 비점에서 캐리어를 사용하지 않고 가압없이 염색될 수 있는 지금까지 개시된 폴리에스테르 제품의 대부분은 소비자가 공지된 폴리에스테르 섬유와 연상짓는 그림과 거의 상응하지 않는다는 점을 주목해야 한다. 초기 탄성계수가 저하되는 경우(빳빳하지 못한 경우), 구김이 생기는 경향이 커지고 내세척성이 저하되며 이의 형태 회복력이 저하되거나, 필링 경향이 증가한다.

본 발명은 용액의 비점에서 또는 비점 미만에서 수용액 속의 분산 염료를 사용하여 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 염색하는 방법 및 본 발명에 따라서 염색된 섬유의 용도에 관한 것이다.

도 1은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트이 합성 동안의 온도 및 압력에서의 변화를 나타내는 예이고,

도 2는 염료 C.I. 디스퍼스 블루 139에 대한 폴리트리메틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염색 온도에 대한 염료 흡수의 변화이고,

도 3은 염료 C.I. 디스퍼스 레드 60에 대한 폴리트리메틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염색 온도에 대한 염료의 흡수의 변화이고,

도 4는 회색 쉐이드로 나타나는, 염색 온도의 기능으로서 C.I. 디스퍼스 블루 139를 사용하여 동일 염색 시간 동안 염색된 PTMT 및 PET 섬유 중합체 샘플이며,

도 5는 회색 쉐이드로 표현되는, 염색 온도의 기능으로서 C.I. 디스퍼스 레드 60을 사용하여 동일 염색 시간 동안 염색된 PTMT 및 PET 섬유 중합체의 샘플이고,

도 6은 C.I. 디스퍼스 블루 139로 95℃에서 염색된 섬유의 단면도(왼쪽은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트이고 오른쪽은 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다)이며,

도 7은 C.I. 디스퍼스 블루 139로 120℃에서 염색된 섬유의 단면도(왼쪽은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트이고 오른쪽은 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다)이고,

도 8은 폴리트리메틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 염색 온도에 대한 염료 C.I 디스퍼스 블루 139의 침투 깊이의 변화이다.

[실시예]

중합체의 제조

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 2 또는 20dm3 용량의 중축합 장치에서 제조하였다.

배치 : 디메틸 테레프탈레이트 45mol 8739g

[휠스()로부터의 섬유 등급]

1,3-프로판디올 10.125mol 770.5g

[데루사 아게(Degussa AG)]

티타늄 테트라부틸레이트 27mmol 9.19g

(0.015torr에서 비점 155℃)

n-부탄올 83.7g

(비점 117℃, 물 함량 < 0.01%)

배치 크기는 사용되는 디메틸 테레프탈레이트에 대하여 45moles이었고, 디메틸 테레프탈레이트에 대한 1,3-프로판디올(1,3-프로판디올 함량 99.96%, 3-하이드록시메틸테트라하이드로피란 0.011%, 2-하이드록시에틸-1,3-디옥산 0.005%, 카르보닐 0.02% 및 물 0.04%를 갖는 디올 배치 D)의 비는 1:2.25가 되도록 선택하였고 티타늄 테트라부틸레이트는 디메틸 테레프탈레이트에 대하여 600ppm의 농도를 n-부탄올 속의 10 중량% 강도의 촉매 용액으로서 사용하였다.

트랜스에스테르화 :

디메틸 테레프탈레이트, 1,3-프로판디올 및 촉매 용액을 중축합 장치에 넣고온화한 연속 질소 기류하에서 140℃까지 가열하였다. 디메틸 테레프탈레이트가 용융된 후, 교반기를 작동시켜 온도를 220℃로 상승시켰다. 트랜스에스테르화 동안 방출된 메탄올은 계산량에 거의 도달될 때까지 증류하여 제거하였다.

중축합 :

중축합 장치 내의 압력을 서서히 낮추었고 과량으로 사용된 1,3-프로판디올과 축합 동안에 형성된 1,3-프로판디올을 증류하여 제거하였다. 온도를 서서히 270℃로 높이고 압력은 최종적으로 오일 펌프 진공(p≤0.05bar)에 도달될 때까지 다시 저하시켰다. 중축합은 1,3-프로판디올의 방울 수집 속도가 분당 0.5방울 미만이 될 때 종결하였다. 이 데이타는 2dm³중축합 장치에 적용하였다. 교반기 모터에 의해 소비된 에너지는 2dm³장치에서 연속 축합의 간접 척도로 간주하였다 20dm³장치에서 토크(torgue)는 연속 중축합의 척도로 간주한다. 중축합 장치 내의 진공을 풀고 최종 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 기어 펌프를 사용하는 질소 과압하에 수욕내로 방출하였고 제거 장치(take-off unit)를 사용하여 끄집어 내어 즉시 과립화하였다.

합성 동안의 온도에 있어서의 재생 변화는 자동 조절 온도 프로그램으로 확실하게 하였다. 압력과 교반기 속도와 같은 기타 조건은 고정 시간 프로그램을 사용하여 수동으로 변화시켰다.

중축합 종결은 교반기 샤프트(shaft)의 토크를 증가시키는 예비 실험으로 정한다. 토크는 분자량이 증가함에 따라 증가하였고 온도에 좌우되는 최대값을 통과하였다. 최대값을 통과한 후, 분해 반응이 쇄 형성 반응보다 빠르게 진행되기 때문에 토크는 다시 떨어졌다. 특정 온도에 있어서의 최적 축합 시간을 측정하였고 후속 시험에서 일정하게 유지시켰다.

온도 강하는 도 1에서 약 210분의 반응시간에서 볼 수 있었다. 이는 대량의 1,3-프로판디올의 빠른 증류 때문인데, 히터에 의해 외부로부터 공급될 수 있는 에너지보다 많은 에너지가 반응 혼합물로부터 제거되기 때문이었다.

또한, 중축합 장치에 설정된 최종 온도가 240℃인 것이 주목할만하다. 이 온도는 중축합 종결 전에 75분에 걸쳐 달성되고 중축합 종결까지 일정하게 유지시켰다. 그러나, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 용융물의 온도는 계속해서 중축합 종결까지 267℃까지 좀더 상승되었다. 이를 위해서 필요한 열은 히터에 의해 외부로부터 공급되는 것이 아니라 장치 자체 내에서 교반 열에 의해 생성되었다. 이러한 효과가 중축합의 종결시에만 일어나는 것은 중축합 용융물의 일정하게 증가하는 점도에 의해 설명된다.

중합체 한 세트를 기술된 방식으로 제조하였다. 후속적인 방사 시험에서 사용되는 중합체의 가장 중요한 특성을 표 1에 나타내었다.

[표 1]

표 1의 분석 데이타는 다음과 같이 얻어졌다.

분자량(Mw(g/mol) :

중량 평균 분자량은 정적 광산란을 사용하여 측정하였다. 이를 위해서, 농도가 2, 4, 6, 8 및 10g/ℓ 인 중합체 용액을 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로판올에서 제조하였다. 20℃에서 여과된 용액을 헬륨 레이저 (=633nm)의 빔 통로에 두고 관찰각에 대한 산란광도의 변화를 측정하였다. 톨루엔은 광학 상수를 결정하고 샘플의 온도를 조절하기 위한 표준물로서 사용하였다. 산란광도를 짐(Zimm) 플롯 상에 각과 농도에 대해서 플로팅하였다.

소시에테 프랑세즈 딘스트루망 드 콘트롤 에 다날리세 (franaise d'instruments deet d'analyses)로부터의 기구 : 위플러 앤드 쉐이블링 (Wippler & Scheibling)으로부터의 포토고니오/스캐터로미터 (photogonio/scatterometer)를 사용하였다.

굴절율은 위아트 테크날러지 코포레이션(Wyatt Technology Corporation)으로부터의 위아트 오필랩 903 인터페로메트릭 리프랙토머 (Wyatt Opilab 903 Interferometric Refractomer)를 사용하여 측정하였다.

말단 카복실기 (COOH[mg equ./kg]) :

말단 카복실기는 80℃에서 페놀/클로로포름 = 1:1(g/g)로 이루어진 용매 혼합물 70ml에 중합체 4g을 용해시켜서 측정하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 벤질 알콜 5 ml 및 물 1 ml를 가하였고 용액을 벤질 알콜 중의 0.02 N 수산화칼륨 용액을 가지고 전도적으로 적정하였다. 수산화칼륨 용액을 메트롬 (Methrom)으로부터의 도지맷 665 (Dosimat 665)를 사용하여 계속해서 가하고 도전율 측정 셀(셀 상수 0.572)이 부착된 WTW로부터의 DIGI 610을 사용하여 도전율을 측정하였다.

색 측정(L^*, a^*및 b^*):

염색되는 중합체의 능력은 CIELAB 명도를 사용하여 평가하였다. 중합체 과립을 섹트럴(sic) 감수성이 CIE 2° 표준 관측기 함수에 근접하게 조정된 미놀타(Minolta) CR 310으로 측정하였다. 측정 필드 직경은 5 cm이고 검정은 화이트 스탠다드(White standard)를 사용하였다.

섬유의 제조

건조

중합체를 방사 시행 전에 각각 약 25kg의 배치 속에서 헨크하우스 아파라테바우(Henkhaus Apparatebau)로부터의 용량이 100 dm³인 텀블 건조기에서 건조시킨다. 중합체 배치 PTMT 20/14 + PTMT 20/11 + PTMT 20/13, PTMT 20/12 + PTMT 20/18 + PTMT 20/19 및 PTMT 20/15 + PTMT 20/16 + PTMT 20/17을 혼합하여 혼합된 배치 A), B) 및 C)를 수득하였다(표 1 참조).

표 2에 건조 조건을 나타내었다:

[표 2]

대괄호 속에 나타낸 온도는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 건조 온도를 나타내며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 사용된 조건과 유사한 조건하에 가공되어 섬유를 제공하였다.

마지막으로, 질소를 12시간에 걸쳐 도입하면서 텀블 건조기를 실온으로 냉각시켰다.

건조된 중합체의 물 함량은 0.0025% 미만이므로 용융 방사 공정 동안의 중대한 중합체 분해는 배재되었다.

용융 방사:

문헌(참조: T. C. Barth "Struktur and Eigeneschaften von Fasern aus Polyethylen-/polybutylenterephthalat-Mischungen hergestellt im Schnellspinnverfahren", Dissertation, 1989, Univ. Stuttgart)에 기술된 방사기를 방사 시행용으로 사용하였다.

방사기:

압출 스크류 : 30mm; 25D

방사 노즐 : 32 × 0.20mm (32 × 0.35mm)

방사 펌프 : 2.4cm³/rev

방사 온도 : 250℃[290℃]

권취 속도 : 2000 내지 5000m/분

10% 리마놀 PVK와 1.6% 우카놀 R로부터 제조된 수성 에멀젼을 제제로서 사용하였다. 제제를 약 0.5% 비율로 도포하였다.

특정 방사 선밀도(titre)를 계산하기 위해서는, 중합체 용융물의 밀도를 알아야 했다. 따라서, 다음은 제제의 특정 용도에 적용하였다:

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 : ρ 250℃ = 1.09 g/cm³

폴리에틸렌 테레프탈레이트 : ρ 290℃ = 1.29 g/cm³

제제액 : ρ 20℃ = 0.923 g/cm³

방사하는 동안, 시판되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 뿐만 아니라 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트도 방사하였다. 방사 속도는 32개의 개별 필라멘트에 대해서 16tex의 방사 선밀도를 위해 2000 내지 5000m/분의 범위 내에서 변화되었다. 방사선밀도는 3500m/분의 일정한 방사 속도에서 32개의 개별 필라멘트에 대해 시간에 따라 9.6 내지 22.4tex 범위 내에서 변화하였다. 이는 개별 필라멘트당 0.3 내지0.7 tex의 섬도에 상응하였다.

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 경우, 방사 온도는 240 내지 270℃에서 변화하는데 250℃에서 최고 결과를 얻었다. 또한, 노즐 오리피스 직경이 200 내지 350μm인 상이한 방사 노즐이 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트용으로 사용되었다. 최고 결과는 200μm 노즐로 얻어졌다.

수득된 방사된 섬유를 디엔스 아파라테바우(Diens Apparatebau)로부터의 스트레칭 시스템 위에 스트레칭한다. 스트레칭 인자는 스트레칭된 섬유가 약 25% 신장되도록 선택하였다.

폴리트리메틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 제조된 방사된 섬유와 스트레칭된 섬유의 기계적 특성을 다음에 나타내었다:

방사된 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유:

스트레칭된 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유 :

방사된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유:

스트레칭된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 :

염색 시험

수성 매질에서의 중합체의 유리 전이 온도는 합성 섬유의 염색 거동에 매우 중요하다. 디. 알. 부캐넌과 제이. 피. 왈터스[참조: D. R. Buchanan and J.P. Walters, Text. Res. J.47(1977), 398]는 염색 전이 온도를 정의했다. 이에 있어서, 합성 섬유에 의한 염료의 흡수는 온도의 함수로서 측정하였다. 염료의 흡수가 평형 가(equilibrium value)의 50%에 달하는 온도를 염색 전이 온도로 정의하였다. 그러나, 염색 전이 온도는 염색 시간과 염료의 구조에 좌우되기도 하였다.

지지체 :

염색 시행에 있어서 섬유 뭉치를 사용할 경우, 섬유가 매듭이 지어져서 더이상 염색액에 의해 균일하게 둘러싸여지지 않을 수 있는 단점이 있었다. 이에 의해 수득된 동일하지 않은 염색도는 염료 함량을 측정하는데 사용할 수 없었다. 따라서, 염색 시행은 스트레칭된 섬유로부터 제조된 편성물을 사용하여 수행하였다. 편성 호스(직경 10cm)가 있는 편성물을 제조하기 위해서, 마쉬넨파브릭 루카스(Machinenfabrik Lucas)로부터의 엘바형 환편기(Elba model circular knittng machine)를 사용하였다.

다음 섬유로부터 제조된 편성물을 염색 시행에 사용하였다:

염색된 섬유의 스트레치 선밀도와 섬유 직경을 비교하기 위해서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 상이한 스트레치 인자로 인해 보다 높은 방사 선밀도를 선택하였다.

섬유를 환편기에서 편성한 후, 세척하여 방사 동안에 도포된 제제를 제거하였다.

예비 처리 :

방사 제제를 제거하기 위해서, 편성물을 다음과 같이 세척하였다:

세척 조건 :

장치 : 세척 드럼을 갖는 마티스 LAB 점보 제트(Mathis LAB Jumbo Jet)

온도 : 30℃

지속 시간 : 120분

세척액 : 바이엘 아게(Bayer AG)로부터의 키랄론 EDB(EDB) 1g/ℓ

용액비 : 1 : 50

염색 동안에 편성물의 수축을 방지하고 편성물의 치수 안정성을 향상시키기 위해서, 이들을 1분 동안 180℃에서 열고정시켰다. 이는 스트레칭 동안에 형성된 섬유의 응력을 완화시켰다. 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트로부터 제조된 열고정된 편성물은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 제조된 편성물보다 높은 면적 수축률을 나타내었다.

고정 조건 :

장치 : 마티스 건조기

온도 : 180℃

지속시간 : 1분

염료 :

확산 계수가 분명히 상이한 두가지 분산 염료를 선택하였다.

순수 염료의 흡광계수는 염료의 흡수의 정량적인 측정을 위해 알아야 했다. 위에서 언급한 분산 염료의 정제는 이.엠. 쉬나이트가 문헌(참조: Dissertation 1979, Unlv. of Stuttgart)에서 상세하게 기술하였다.

염색 온도는 60 내지 140℃ 범위내에서 변화하였다.

염색은 언제나 40℃에서 시작하며 가열 속도는 염색 온도가 45분 후에 도달되도록 선택하였다. 냉각 속도는 언제나 욕의 온도가 40℃가 될 때까지 1K/분이었다.

염색 조건 :

염색 장치 : 아이바 폴리맷(Ahiba Polymat)

염색 시간 : 60분

용액비 : 1:20

용액 : 염료 1g/ℓ

바이엘 아게로부터의 아볼란 IS(IS) 2g/ℓ

나트륨 디하이드로겐 포스페이트 디하이드레이트 2g/ℓ

환원성 후처리 :

섬유 표면에 부착되어 있는 염료를 제거하기 위해서, 염색 절차 후에 환원성 후처리를 하였다. 환원액의 가열 속도는 2K/분이었고 냉각 속도는 1K분이었다.

환원 조건 :

장치 : 아이바 폴리맷

온도 : 70℃

용액비 : 1:20

용액 : 나트륨 디티오나이트 3g/ℓ

수산화나트륨 1.2g/ℓ

바이엘 아게로부터의 레베갈 HTN(HTN) 1g/ℓ

마지막으로, 편성물을 5% 농도 포름산으로 산성화하였다.

염료의 흡수:

염료의 흡수를 측정하기 위해서, 상이한 온도에서 염색된 섬유를 클로로벤젠으로 철저히 추출하였다. 추출물을 특정 부피로 희석시키고 용액의 흡광도를 퍼킨 엘머 보덴스 웍스(Perkin Elmer Bodensee works)사의 유형 람다 7의 UV/VIS 분광광고계를 사용하여 측정하였다. 염료 함량은 사용하는 검정선을 사용함으로써 특정 파장(C.I. 디스퍼스 블루 139 : 604nm 및 C.I. 디스퍼스 레드 60 : 516nm)에서의 추출액의 흡광도로부터 측정될 수 있었다.

제품 kg당 g의 염료 함량 CC의 측정은 수식

C.I. 디스퍼스 블루 139 :

C.I. 디스퍼스 레드 60 :

을 사용하여 수행할 수 있었다.

도 2 및 도 3은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염료 흡수량과 비교되는, 염색 온도의 함수로서 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유에 의한 염료의 흡수량을 나타낸다.

도 2 및 도 3에서 가로선은 사용된 지지체의 양에 대한 염색액에 존재하는 염료의 양을 나타낸다.

도 2로부터 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염색은 약 70℃에서 시작하는 반면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 90℃를 초과하는 온도에서만 확실히 염색되었다.

염료의 최대 측정가능한 흡수량은 섬유 샘플이 추출전에 환원적으로 후처리되기 때문에 염료의 최대 가능 흡수량의 약 95%임을 알 수 있었다. 이는 섬유 표면에 부착되어 있는 염료를 환원적으로 분해하여 최대 측정가능한 염료의 함량을 저하시켰다.

또한, 도 2는 전체 염료가 100℃ 염색 온도에서 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유 위에서 염색액으로부터 흡수됨을 나타낸다. 한편, 100℃ 염색 온도에서, 존재하는 염료의 약 15% 만이 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 위에서 흡수되었다.

존재하는 염료가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 위에서 완전히 흡수되도록 하기 위해서, 염색온도를 130℃로 높여야 했다. 이는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 욕 흡진 염색(bath-exhaustive colouring)이 압력하(HT 염색 조건)에 밀봉된 용기에서 수행되어야 함을 의미하였다.

확산 계수가 보다 높은 분산 염료, C.I. 디스퍼스 레드 60의 경우, C.I. 디스퍼스 블루 139와 같이 염색 온도에 대한 염료의 흡수량이 거의 동일한 플롯이 관찰되었다.

그러나, C.I. 디스퍼스 레드 60의 경우, 곡선 궤적은 C.I. 디스퍼스 블루 139의 경우보다 약 5 내지 10K 낮은 온도로 이동하였다. 이 거동은 C.I. 디스퍼스 레드 60의 높은 확산 계수로 설명할 수 있는데, 염료 분자가 섬유의 내부로 더 빨리 확산할 수 있기 때문이었다.

C.I. 디스퍼스 레드 60으로 염색하면 95℃ 염색 온도로부터 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유에 의한 염료의 최대 흡수가 나타났다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유에 있어서, 염료의 최대 흡수는 120℃ 염색온도에서만 성취되므로, 다시 욕 흡진 염색은 압력하에 밀봉된 장치에서 수행되어야 했다.

따라서, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 염색 전이 온도는

C.I. 디스퍼스 레드 60으로 염색할 경우의 염색 전이 온도는 이의 높은 확산 계수로 인해 C.I. 디스퍼스 블루 139로 염색할 경우보다 약 7K 낮았다. 그러나, 두가지 중합체의 염색 전이 온도에 있어서의 16K의 차이는 일정하게 유지되었다.

도 4 및 도 5는 염색 온도의 함수와 동일한 염색 시간 동안 두가지 섬유 중합체의 염색된 샘플을 나타내었다. 이는 염료의 흡수량에 있어서의 차이를 가장 잘 설명하였다. 색도 차이는 회색 쉐이드로 나타났다.

염료의 분포 :

섬유에서의 염료의 분포는 단면을 사용하여 평가할 수 있었다. 완전 염색(complete colouring)과 환형 염색(annular colouring)은 구별될 수 있었다. 섬유의 단면은 아크릴레이트에 섬유를 매봉해서 중사(Jung Co.)의 미노트-미크로톰(Minot-Mikrotom)으로 두께가 10㎛인 조각으로 절단하여 수득하였다. 단면 흡수량을 차이쓰 악시오플랜(Zeiss Axioplan) 현미경을 사용하여 사진을 찍었다. 전단 스트레인이 염색된 편평한 구조물에 가해질 경우, 색의 내구성은 완전 염색일 경우가 환형 염색일 경우 보다 높은데 이 경우, 염료가 섬유의 외층에만 혼입되었다.

조사된 단면은 C.I. 디스퍼스 블루 139로 염색되는데, 이 염료의 확산 계수가 매우 낮기 때문이었다. 확산 계수가 보다 높은 다른 염료를 사용할 경우, 완전 염색은 낮은 염색 온도에서조차 기대되었다.

도 6 및 도 7은 95℃ 및 120℃에서 C.I. 디스퍼스 블루 139로 염색된 폴리트리메틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 단면을 나타내었다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 경우, 사용된 중합체 과립과 매팅된 티타늄 디옥사이드를 볼 수 있었다.

섬유의 단면은 염료가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 경우보다 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 내부로 더 빨리 침투함을 나타내었다.

도 8은 염색 온도의 함수로서 섬유의 직경에 대한 침투 깊이를 나타내었다.

도 8을 도 2와 비교해보면 다음을 관찰할 수 있었다:

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유는 비점에서 C.I. 디스퍼스 블루 139로 뛰어나게 염색될 수 있었다. 섬유는 염색액에 존재하는 염료 전량을 흡수하였다. 염료의 농도는 가장자리 영역에서 최대였다. HT 염색 동안, 염료의 확산은 가속화되므로 균일한 완전 염색은 섬유의 단면 전체에 걸쳐 관찰될 수 있었다.

대조적으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유에 의한 염색체의 흡수량은 비점에서 훨씬 낮았다. 섬유에 의한 염료의 흡수량은 단지 염색액에 존재하는 염료의 약 10%이었다. HT 조건하에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유도 또한 효과적으로 염색될 수 있었다. 염료 전량이 섬유에 침투하지만 섬유의 완전 염색은 C.I. 디스퍼스 블루 139의 경우에는 관찰되지 않았다.

본 발명의 추가의 잇점과 양태는 다음 특허 청구항에서 찾아볼 수 있다.

위에서 기술한 선행기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 환경적으로 친화적인 영구 염색용으로 사용될 수 있고, 독특한 가공 특성을 가지며 열적 측면과 기계적 측면에서 폴리에스테르 섬유가 당면한 현재 요구조건을 만족시키기도 하는 염색된 폴리에스테르 섬유를 추가로 수득하는, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 염색하는 방법을 제공하는 것이다. 특히, 마모는 섬유 표면에서의 반복된 마멸 때문이므로, 본 발명의 의한 섬유 및 그로부터 제조된 텍스타일 제품이 사용될 경우에 염색된 섬유의 색은 내마모성이 증가한다.

상기 목적과 상세하게 언급되지 않은 기타 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 방법으로 달성된다. 유리한 공정 변화는 청구항 1에 종속된 항들에서 보호된다.

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유(PTMT 섬유)를 1종 이상의 분산 염료를 함유하는 수용액으로 처리하며, 이 때, 온도는 용액의 비점 이하이고 캐리어는 첨가되지 않으며 압력도 가해지지 않고, 동시에 염색 공정은 20 내지 50℃의 액체 온도에서 출발하여, 20 내지 90분, 바람직하게는 45분에 걸쳐 용액의 비점 또는 용액의 비점보다 최대 20℃ 낮은 염색 온도까지 높이고, 염색 온도 또는 비점에서 20분 이상, 바람직하게는 30 내지 90분 동안 염색을 계속한 후, 용액을 20 내지 50℃의 온도로, 바람직하게는 분당 1℃의 냉각 속도로 냉각시켜 용액에 존재하는 염료 95중량% 이상이 PTMT 섬유에 의해 흡수되고, 염색되는 섬유의 직경에 대해 5% 이상의 상대 깊이로 분산 염료가 섬유에 침투되며, 상기 방법은 PTMT 섬유의 환경친화적 염색이 가능하도록 하고, 탁월한 염색 특성, 뛰어난 기계적 특성 및 열 특성을 갖는 염색된 PTMT 섬유를 제조할 수 있도록 하며, 모든 형태의 직물 및 편성물을 제조하는데 매우 유리하게 추가하고 가공될 수 있다.

본 발명에 있어서, 기본적으로 모든 공지된 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유가 캐리어를 사용하지 않고 분산 염료로 염색될 수 있음이 설명된다. 특히, 이는 EP 제0 547 533호에 기재되어 있는 방법에 따라서 수득할 수 있는 섬유를 또한 포함한다.

이는 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 대한 유용한 경험으로부터 출발하여 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 유리한 염색 거동을 예견하지 못하기 때문에 다소 놀랍다.

순수한 폴리부틸렌 글리콜 테레프탈레이트의 폴리에스테르가 캐리어를 사용하지 않고 염색될 수 있음이 공지되어 있다는 사실을 고려하여도, 이는 처음부터 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트로부터 제조된 섬유의 경우인 것으로 생각될 수는 없다. 염색 특성 외에, 특히 유용성과 관련해서 고려되어야 하는 폴리에스테르의 열특성도 있다. 텍스타일 용도의 섬유용 원료로서 적합한 중합체의 경우, 염기성에스테르의 융점은 200℃를 훨씬 초과해야 한다. 그러나, 디올의 메틸렌기의 수가 홀수인 디올로부터의 에스테르의 융점은 일반적으로 디올의 매틸렌기의 수가 다음으로 가장 높은 짝수인 에스테르의 융점 미만이다. 그러나, 이 효과는 메틸렌기의 더높은 수로 분명히 설명된다. 폴리트리메틸렌 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 경우, 융점은 거의 동일하다.

또한, 캐리어를 첨가하지 않고 비점에서 염색 특성이 우수하도록 가능한 한 낮아야 하는 유리 전이 온도의 견지에서, 선행 기술은 캐리어를 사용하지 않는 염색에 대한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 적합성에 분명한 주안점을 두지 않았다. 다수의 저자들에 의해 제공된 정보는 매우 상이하다. 지. 파로우 등(참조: G. Farrow et al. in Makromol. Chem. 38(1960) p. 147)은 유리 전이 온도를 95℃로 정하였고, 따라서 폴리부틸렌 테레트탈레이트의 유리 전이 온도를 초과하는 반면에 US-PS 제3,681,188호에서는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 유리 전이 온도가 45℃로 언급되어 있다. 잭슨 등(참조: Jackson et al. in J. Appl. Polym. Sci. 14(1970), p. 685)은 또한 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 유리 전이 온도를 초과하는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 유리 전이 온도를 발표했다. 따라서, 염색 거동에 대한 현재의 물리적 데이타로부터 출발하여, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와의 유사성에 대한 어떠한 명확한 결론도 처음부터 도출될 수 없다.

본 발명에 있어서, 단일 촉매, 바람직하게는 티타늄 화합물을 트랜스에스테르화 및 후속 중축합용으로 사용하여 제조된 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트로부터수득할 수 있는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 염색하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 트랜스에스테르화 촉매를 중축합 전에 불활성 형태로 전환시키지 않는 것이 특히 유리하다. 또한, 다수의 경우에 촉매적 활성류는 반응 혼합물에서만 제조되고 이는 반응이 종결될 때가지 중합체에 존재할 수 있다.

수득된 PTMT 물질로 이루어진 본 발명의 섬유는 당해 분야의 숙련인에 의해 주로 사용되는 방법에 의해 제조될 수 있다. 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 용융 방사 공정으로 섬유를 제조하는 것이 바람직한데, 중합체 물질은 우선 물 함량이 0.02 중량% 미만이 되도록, 바람직하게는 약 165℃에서 건조시킨다. 수득된 폴리에스테르 방사 섬유는 바람직하다면, 염색되기 전에 당해 분야의 숙련인에게 공지된 스트레칭 시스템을 사용하여 110℃(뜨거운 핀) 또는 90℃(가열 블록)에서 고온 연신시킬 수 있다.

본 발명에 따르는 방법에 사용될 수 있는 분산 염료(disperse colorant, disperse dye)는 특정 화합물로 한정되지는 않지만 수성 분산액으로부터 소수성 섬유를 염색시킬 수 있는 물에서의 용해도가 낮은 염료 모두를 포함한다. 적합한 분산 염료는 당해 분야의 숙련인에게는 익숙하며 언급될 수 있는 예는 아조 계열, 아미노안트라퀴논 또는 아미노하이드록시안트라퀴논으로부터의 염료 부류 또는 니트로 염료이다. 이들 중에는 몇 개의 니트로 또는 시아노 치환체를 갖는 모노아조 염료 및 헤테로사이클릭 아조 및 폴리메틴 염료가 포함된다. 이들 염료 부류의 구성원은 단독으로 또는 몇 개의 혼합물로 함께 사용될 수 있는데, 다른 부류의 구성원은 서로 혼합되어 예를 들면, 그린 또는 블랙 쉐이드를 제조할 수 있다. 또한, 본발명에 있어서, 기본적으로 면을 염색하는데 사용되는 염색 공정용 염료를 고려할 수 있는데, 디아미노아조 화합물은 염료로서 분산법을 사용하여 도포되고 섬유상에 디아조화되고 적합한 커플링 화합물과 반응시켜 트리스아조 블랙 서브스턴스(substance)를 제조한다. 또한, 본 발명은 소위 분산 염료용 마무리 염색의 모든 변화를 커버한다.

본 발명의 초기에 분산 염료는 수용액에 존재한다. 염색 과정 동안, 이들은 수용액과 이로 처리되는 섬유 사이에 두개의 불혼화성 또는 거의 혼화되지 않는 액체 사이에서와 동일한 방식으로 분포하고 이어서 적합한 반응 조절 과정과 서브스턴스의 선택에 의해 섬유에 흡수된다.

섬유는 필수적으로 섬유와 용액을 (분산 염료와 요구되는 몇가지 보조제를 함유하는 수용액에서) 접촉시킴으로써, 예를 들면 용액에 섬유를 침지시키고 어느 기간 동안 거기에 그들을 방치함으로써 본 발명에 따른 방법으로 처리된다. 이 방법은 본 발명에 따라서 캐리어를 첨가하지 않고 압력을 가하지 않고 수행된다. 즉, 용액의 비점에서 또는 용액의 비점 미만의 온도에서 상압보다 큰 압력을 가하지 않고 수행되는데, 사실 용액에 존재하는 95% 이상의 염료는 PTMP 섬유에 흡수된다. 이는 일반적으로 욕을 흡진하는 염색 방법에 상응한다. 즉, 존재하는 염료는 감지되는 한계 범위 내에서 처리되는 섬유에 의해 전부 흡수된다.

본 발명을 따르는 방법의 유리한 변화에 있어서, 용액은 염색될 PTMT 섬유 kg당 분산 염료 3.0 내지 7.0g을 갖는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 염색하는데 사용된다. 본 발명의 방법의 특히 유리한 양태에 있어서, 사용되는 용액은PTMT 섬유 kg당 분산 염료 4.5 내지 5.5g을 함유한다. 언급된 분산 염료 각각의 양은 시판되는 염료에 함유된 순수한 염료에 대해서 제공된다. 시판되는 염료는 공지된 바와 같이, 대량의 보조 물질(80 중량% 이하)을 함유할 수 있다.

이미 특정화된 바와 같이, 본 발명에 따르는 염색 절차는 수용액의 비점에서 또는 비점 미만에서 캐리어없이 및 가압하지 않고 수행된다. 수용액의 조성, 특히 염료 또는 보조 염료(캐리어는 아님)의 양에 따라서, 용액의 비점은 100℃를 초과할 수도 있다. 그러나, 100℃를 초과하는 비점에서 조차도 염색 방법은 가압하지 않고 즉, 특별한 가압 용기를 사용하지 않고, 예를 들면 밀봉된 염색 탱크에서 수행될 수 있음은 분명히 설명되었다. 그러나, 일반적으로 염색 용액의 비점은 염료 및(또는) 보조제를 가함으로써 약간만 변화된다. 따라서, 본 발명의 유리한 양태에 있어서, PTMT 섬유는 약 80 내지 약 110℃의 염색 온도에서 처리된다. 처리 온도는 특히 90 내지 100℃이다.

본 발명에 따르는 염색 방법에 있어서, 섬유에서의 매우 균일한 염료의 분포가 달성된다. 염료는 특히 섬유의 내부로 매우 빠르게 침투한다. 분산 염료는 염색되는 섬유의 직경에 대하여 섬유에 5% 이상의 상대 깊이로 침투한다. 섬유는 비교상 동일한 염색 조건하에 환형 방식으로만 염색되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 대조적으로 본 발명에 따르는 염색 조건하에 전부 염색되는 것이 특히 유리하다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 보다 상세히 실시예로 기술한다. 도면은 하기와 같다.

본 발명에 따르는 염색 방법으로 수득할 수 있는 염색된 PTMT는 다수의 상이한 방식으로 사용될 수 있다. 기본적으로, 이들은 공지된 염색된 폴리에스테르 섬유가 지금까지 사용된 모든 부문에도 사용될 수 있다. 본 발명에 따르는 방법으로 수득할 수 있는 염색된 PTMT 섬유는 직물 또는 편성물의 제조용으로 사용되는 것이 바람직하다. 염색된 PTMT 섬유의 뛰어난 기계적 특성, 특히 이의 우수한 탄성과 형태 회복 능력으로 인해 높은 스트레인을 받기 쉬운 텍스타일 용도로 또는 탄성 직물로서 사용하는 것이 또한 바람직하다.

Claims

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTMT) 섬유가 1종 이상의 분산 염료를 함유하는 수성액에서그의비점이하에서 처리되는 PTMT 섬유의 염색방법에 있어서, PTMT 섬유가 캐리어를 사용하지 않거나 압력을 가하지 않고 염색되고, 20 내지 50℃의 액 온도에서 염색되기 시작하며, 온도를 20 내지 90분에 걸쳐, 액의 비점으로 또는 액의비점보다최대 20℃낮은염색온도로 상승시키고, 20분 이상 동안 염색온도 또는 비점에서 계속 염색시킨 후, 온도를 20 내지 50℃로 낮추어서 용액에 존재하는 염료의 95중량% 이상이 PTMT 섬유에 의해 흡수되고 분산 염료가 염색되는 섬유의 직경에 대하여 5% 이상의 상대 깊이로 섬유에 침투함을 특징으로 하는 PTMT 섬유의 염색방법.
제1항에 있어서, 염색되는 PTMT 섬유 kg당 순수 분산 염료 3.0 내지 7.0g을 함유하는 액이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 분산 염료 함량이 PTMT 섬유 kg당 순수 분산 염료 4.5 내지 5.5g인 액이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 80 내지 110℃의 염색온도가 사용됨을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 섬유가 완전히 염색됨을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 섬유가 완전히 염색됨을 특징으로 하는 방법.
직물 또는 편성물을 제조하기 위한, 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 방법으로 수득할 수 있는 염색된 PTMT 섬유.
직물 또는 편성물을 제조하기 위한, 제4항에 따르는 방법으로 수득할 수 있는 염색된 PTMT 섬유.
직물 또는 편성물을 제조하기 위한, 제5항에 따르는 방법으로 수득할 수 있는 염색된 PTMT 섬유.
직물 또는 편성물을 제조하기 위한, 제6항에 따르는 방법으로 수득할 수 있는 염색된 PTMT 섬유.