KR100359149B1 - 폴리에스테르 섬유 및 그것을 사용한 포백 - Google Patents

Abstract

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 제 3 성분을 공중합한 폴리에스테르로 이루어지는 섬유로서, 제 3 성분이 (1) 공중합 비율 1. 5 ∼ 12 중량% 의 탄소수 4 ~ 12 인 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 공중합 비율 3 ~ 9 중량% 의 탄소수 2 ~ 14 인 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산, (3) 공중합 비율 3 ~ 10 중량% 의 폴리알킬렌글리콜로부터 선택된 1 종 이상이고, 상기 섬유의 손실 탄젠트의 피크온도가 85 ∼ 102 ℃ 로서, 또한 상기 섬유의 탄성율 Q (g/d) 과 탄성 회복율 R (%) 의 관계가 0. 18 ≤Q/R ≤0. 45 를 만족시키는 폴리에스테르 섬유를 개시한다. 이 섬유는 상압하에서 진한색으로 염색할 수 있고, 폴리우레탄 탄성섬유로 대표되는 신축 섬유, 울, 견, 아세테이트 섬유 등의 저내열성 섬유소재와의 혼용된 포백의 견고염색을 가능하게 한다. 혼용 포백의 염색은, 상압 하에 이루어지므로, 염색과정에서 혼용되어 있는 저내열성 섬유소재의 물성이 손상되는 일은 없다.

또 본 발명의 폴리에스테르 섬유는, 알카리 감량을 행할 수 있고, 부드러우며 건조감이 풍부하고, 발색성이 양호한 섬유가 된다.

Description

폴리에스테르 섬유 및 그것을 사용한 포백{POLYESTER FIBER AND FABRIC PREPARED THEREFROM}

본 발명은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유, 특히 분산 염료로 상압하에서 진한색으로 염색할 수 있는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유 및 이 섬유를 사용한 포백 (布帛) 에 관한 것이다.

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유는 저탄성율로부터 유래하는 부드러운 질감, 우수한 탄성 회복성이라는 나일론 섬유와 유사한 성질과 워시 앤드 웨어 (wash and wear) 성, 치수 안정성, 내황변성이라는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 유사한 성질을 함께 갖는 획기적인 섬유이고, 그 특징을 살려 의류, 카펫 등의 응용이 진행되고 있다.

그러나, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유는 염색성에 관한 문제가 있다. 즉, 공지된 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유에서는 사용하는 염료는 분산 염료에 한정되고, 110 ∼ 120 ℃ 의 고압하에서 만이 진한색으로 염색할 수 밖에 없다는 염색상의 큰 문제가 있었다.

섬유가 염색되는 염료가 분산 염료로 한정된다는 것은 얻어진 염색물의 선명

성이 낮고, 드라이클리닝 견뢰성, 습마찰 (濕摩擦) 견뢰성, 승화 견뢰성 등이 약간 떨어지는 것을 의미한다.

또, 진한색으로 염색하기 위한 염색온도가 110 ∼ 120 ℃ 가 된다는 것은, 예컨대 이들 고온에서는 열분해가 생기는 다른 섬유와의 혼용 포백을 염색할 수는 없는 것을 의미한다. 예컨대, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유와, 폴리우레탄 탄성계, 울, 견, 아세테이트 섬유 등의 다른 섬유를 혼용하면, 부드러우며 종래에는 없는 질감의 혼용 포백을 기대할 수 있는데, 이들 외의 섬유는 염색단계에서 110 ℃ 를 초과하면, 강도가 크게 저하되거나 하얗게 실투 (失透) 하여 상품성을 크게 해친다는 문제가 있었다.

만약, 상압에서 분산 염료로 짙게 염색되는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유가 만들어진다면 이들 문제는 해결할 수 있지만 이와 같은 섬유는 종래 알려져 있지 않았다.

공지된 기술의 범위에서는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 분산 염료 이외의 염료, 예컨대 카티온 염료로 염색 가능하게 하는 기술은 전혀 알려져 있지 않다.

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 구체적 응용에 대해서는 기재되어 있지 않지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 중심으로 한 폴리에스테르 섬유의 카티온 염료에 대한 염색성을 높이는 방법으로서는 폴리에스테르에 술폰산 금속염기나 술폰산 4 급 포스포늄염기를 갖는 이소프탈산을 중축합 반응의 완결전에 첨가하여 공중합시키는 방법 (일본 특허공보 소34-10497 호, 일본 특허공보 소47-22334호, 일본 공개특허공보 평5-230713 호) 이 알려져 있다. 그러나, 이렇게 하여 얻어지는 섬유는 상압 카티온 염료 가염성 (可染性) 은 없고 탄성율이 높으므로 질감이 딱딱하고 뻣뻣한 포백밖에 주지 못한다. 또, 상압에서 카티온 가염성을 부여하는 방법으로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 술폰산 금속염기를 갖는 이소프탈산과 함께 아디프산, 이소프탈산과 같은 디카르복실산 또는 이들의 알킬에스테르를 공중합 성분으로서 사용하는 것이 알려져 있다 (예컨대, 일본 공개특허공보 소57-66119 호). 그러나, 이렇게 하여 얻어지는 섬유는 역시 탄성율이 높아 뻣뻣한 포백밖에 주지 못한다.

분산 염료에 대한 염색성이 양호하고 탄성율이 낮고 탄성 회복성이 우수한 섬유로서는, 예컨대 일본 공개특허공보 소52-5320 호에 개시되어 있는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 들 수 있다. 또한, 일본 특허공표공보 평9-509225 호에는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 분산 염료를 사용하여 상압하에서 염색시키는 방법이 나타나 있다. 그러나, 이들 섬유는 상압하에서 카티온 염료로는 전혀 염색할 수는 없다. 또, 본 발명자들의 상세한 검토에 의해 명확해진 것인데, 분산 염료에 대해서는 이들 공지문헌에 나타나 있는 기술에서는 상압에서 매우 낮은 염료농도로밖에 염색할 수 없는 것을 알았다. 예컨대, 일본 특허공표공보 평9-509225 호의 실시예에서는 사용되고 있는 염료농도는 기껏해야 0. 5 % owf (여기에서, % owf 라는 단위는 염액중의 염료농도를 염색하는 섬유의 중량% 로 나타낸 것임) 이다. 의류분야에서는 엷은색, 중간색과 동시에 진한색으로 염색된 포백이 요구된다. 이와 같은 진한색 염색에서는 염료농도는 4 % owf 이상, 경우에 따라서는 10 % owf 이상이 필요하게 되는데, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 염색에서는 상압에서는 염료를 충분히 흡진 (吸盡) 할 수 없기 때문에 진한색으로 염색할 수는 없다.

본 발명의 목적은 분산 염료를 사용하여 상압하에서 진한색으로 염색할 수 있는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 폴리우레탄 탄성섬유, 울, 견, 아세테이트 등과 혼용한 복합 섬유제품을 이들의 비교적 내열성이 낮은 섬유의 물성을 해치지 않고 염색할 수 있는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상압하에서 견고 염색이 가능한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유와 다른 섬유소재의 교직(交織), 혼방, 교편(交編)된 포백을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 구체적인 목적에는 상용의 상압 염색설비를 사용하여 간소한 방법으로 견고 염색할 수 있는 폴리우레탄 탄성섬유와 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유의 혼용 포백을 제공하는 것이 포함되어 있다.

본 발명자들은 특정한 제 3 성분을 특정한 공중합 비율로 공중합한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 폴리머로서 사용하여 매우 한정된 범위의 손실 탄젠트의 피크온도, 탄성율, 탄성 회복율을 갖도록 조제한 폴리에스테르 섬유가 상기의 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여 본 발명에 도달하였다.

본 발명은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 제 3 성분을 공중합한 폴리에스테르로 이루어지는 섬유에서, 제 3 성분이 (1) 공중합 비율 1. 5 ∼ 12 중량% 의 탄소수 4 ∼ 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 공중합 비율 3 ∼ 9 중량% 의 탄소수 2 ∼ 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산 또는 이소프탈산, (3) 공중합 비율 3 ∼ 10 중량% 의 폴리알킬렌글리콜로부터 선택된 1 종 이상이고, 상기 섬유의 손실 탄젠트의 피크온도가 85 ∼ 102 ℃ 로서, 또한 상기 섬유의 탄성율 Q (g/d) 와 탄성 회복율 R (%) 의 관계가 하기 수학식 1 을 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유 및 그것을 사용한 포백이다.

0. 18 ≤Q/R ≤0. 45

본 발명의 폴리에스테르 섬유를 구성하는 폴리머는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 특정량의 제 3 성분을 공중합한 폴리에스테르이다. 여기에서 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트란, 테레프탈산을 산성분으로 하고 트리메틸렌글리콜 (1,3-프로판디올이라고도 함) 을 디올성분으로 하는 폴리에스테르이다.

공중합하는 제 3 성분으로서는 (1) 탄소수 4 ∼ 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 탄소수 2 ∼ 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산, (3) 폴리알킬렌글리콜로부터 선택된 1 종 이상을 특정량 공중합하면, 상압 분산 염료 가염성 섬유를 얻을 수 있다.

본 발명에서 사용하는 탄소수 4 ∼ 12 의 지방족 글리콜, 지환족 글리콜의 구체예로서는, 예컨대 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,5-펜타메틸렌글리콜, 1,6-헥사메틸렌글리콜, 헵타메틸렌글리콜, 옥타메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜, 도데카메틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올, 1,3-시클로헥산디올, 1,2-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,2-시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 이들 글리콜을 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 공중합함으로써 상압에서 분산 염료를 사용하여 진한색까지 염색 가능하게 된다. 이들의 지방족 또는 지환족 글리콜 중, 폴리머의 백도, 열분해성, 내광성이 우수한 점을 고려하면 1,4-부탄디올, 1,6-헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올이 바람직하다. 또한 중합속도, 드라이클리닝 견뢰성이 우수한 점을 고려하면, 1,4-부탄디올이 특히 바람직하다.

이들 글리콜의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 대한 공중합 비율은 폴리머 중량에 대하여 1. 5 ∼ 12 중량% 인 것이 필요하다. 공중합 비율이 1. 5 중량% 미만이면 상압에서 분산 염료로 진한색까지 염색할 수 없게 된다. 글리콜의 공중합 비율은 탄성율, 탄성 회복율, 융점, 유리 전이점, 염색성과 큰 상관이 있다. 공중합 비율이 12 중량% 를 초과하면, 융점이나 유리 전이점이 크게 저하되고, 열세트성으로 대표되는 후가공이나 다림질 등으로 대표되는 통상 사용의 단계에서 질감이 딱딱하게 변화되거나, 염색 후의 포백의 드라이클리닝 견뢰성이 저하되는 결점이 생긴다. 바람직하게는 2 ∼ 10 중량% 이고, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 7 중량% 이다.

본 발명에서 사용하는 탄소수 2 ∼ 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산의 구체예로서는, 예컨대 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루탈산, 아디프산, 헵탄 2산,옥탄 2산, 세바신산, 도데칸 2산, 2-메틸글루탈산, 2-메틸아디프산, 푸말산, 말레산, 이타콘산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,2-시클로헥산디카르복실산 등을 들 수 있다. 이들 디카르복실산을 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 공중합함으로써 상압에서 분산 염료를 사용하여 진한색까지 염색 가능하게 된다.

이들 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산 중, 공중합할 때의 중합속도, 내광성이 우수한 점에서 세바신산, 도데칸 2산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 이소프탈산이 바람직하다. 또한, 폴리머의 백도가 우수한 점을 고려하면, 이소프탈산이 특히 바람직하다.

이들 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 대한 공중합 비율은 폴리머 중량에 대하여 3 ∼ 9 중량% 인 것이 필요하다. 공중합 비율이 3 중량% 미만에서는 상압에서 진한색으로 염색할 수 없게 된다. 공중합 비율이 9 중량% 보다 많은 경우, 융점이나 유리 전이점이 너무 내려가므로, 열세트성으로 대표되는 후가공이나 다림질 등으로 대표되는 통상 사용의 단계에서 질감이 딱딱하게 변화되거나, 염색 후의 포백의 드라이클리닝 견뢰성이 저하되는 결점이 생긴다. 바람직하게는 3 ∼ 8 중량%, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 7 중량% 이다.

본 발명에서는 공중합 성분으로서 폴리알킬렌글리콜을 사용할 수도 있다. 제 3 성분으로서 글리콜이나 산을 공중합한 경우, 아무리해도 융점이 저하되고, 방사성이 나빠지거나, 얻어진 섬유를 후가공할 때 열, 열원으로의 융착이나 현저한 수축등이 보이며, 취급성이 나빠지는 경우가 있다. 그러나, 폴리알킬렌글리콜을 제 3 성분으로 사용한 경우, 융점의 저하가 거의 일어나지 않아 이와 같은 문제가

발생하지 않는다. 이것은 분자량이 크므로 폴리머 중에서 폴리알킬렌글리콜 성분이 국재화 (localization) 하고 있기 때문이라고 생각된다. 사용하는 폴리알킬렌글리콜로서는 폴리에틸렌글리콜, 폴리트리메틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 또는 이들의 공중합체 중의 어느 하나이어도 되는데, 열안정성을 생각하면 폴리에틸렌글리콜이 가장 바람직하다.

또, 폴리알킬렌글리콜의 평균 분자량은 300 ∼ 20000 이 바람직하다. 평균 분자량이 300 미만의 경우에는 상당히 저분자량의 폴리알킬렌글리콜이 포함되어 있으므로, 고진공 하에서의 중합시에 감압 증류제거되고, 얻어진 폴리머에 포함되는 폴리알킬렌글리콜 량이 일정하게 되지 않는다. 따라서, 원사의 강연신도 물성, 염색성, 열특성 등이 균일하게 되지 않고, 제품으로서의 특성에 편차가 있는 것이 된다.

한편 평균 분자량이 20000 을 초과하는 경우에는 폴리머내에 공중합되지 않는 고분자량의 폴리알킬렌글리콜이 많아지므로, 염색성, 드라이클리닝 견뢰성, 내광 견뢰성의 저하가 일어난다. 폴리알킬렌글리콜의 평균 분자량은 400 ∼ 10000, 보다 바람직하게는 500 ∼ 5000 이다.

폴리알킬렌글리콜의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 대한 공중합 비율은 폴리머 중량에 대하여 3 ∼ 10 중량% 인 것이 필요하다. 폴리알킬렌글리콜의 비율이 3 중량% 미만이 되면 상압에서 분산 염료로 진한색까지 염색할 수 없게 된다.또, 폴리알킬렌글리콜의 비율이 10 중량% 를 초과하면 폴리머의 내열성이 저하되고, 중합성, 방사성이 매우 악화된다. 또 유리 전이점이 지나치게 낮아지고, 열세트성으로 대표되는 후가공 또는 다림질 등으로 대표되는 통상의 사용단계에서 질감이 경직되게 변하거나, 염색 후의 포백의 드라이클리닝 견뢰성 또는 내광 견뢰성이 대폭 저하되는 결점이 발생된다. 바람직하게는 4 ~ 8 중량% 이다.

본 발명의 폴리에스테르 섬유를 구성하는 폴리머에는, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 제 4 성분을 공중합, 혼합할 수도 있다. 이러한 제 4 성분을 사용하는 경우에도, 앞서 기술한 공중합 비율의 범위를 준수하는 것이 본 발명의 목적을 저해하지 않으므로 필요하게 된다.

그리고 필요에 따라서, 본 발명의 폴리에스테르 섬유에 각종 첨가제, 예를 들어 광택 제거제, 열 안정제, 소포제 (消泡劑), 정색제, 난연제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광증백제 등을 공중합, 또는 혼합할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 폴리에스테르 분자량은 극한점도에 따라서 규정할 수 있고, 극한점도 「η」 는 0. 3 ~ 2. 0 이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0. 35 ~ 1. 5, 특히 바람직하게는 0. 4 ~ 1. 2 이며, 강도, 방사성이 우수한 폴리에스테르 섬유를 얻을 수 있다. 극한점도가 0. 3 미만인 경우에는, 폴리머의 중합도가 지나치게 낮기 때문에, 방사성이 불안정해진다. 또한, 얻어지는 섬유의 강도도 낮아 만족할 수 없다. 역으로, 극한점도가 2. 0 을 초과하는 경우에는, 용융점도가 지나치게 높기 때문에, 기어펌프로 원활하게 계량할 수 없고, 토출이 불량하다는 등의 이유로 방사성은 저하된다.

본 발명의 폴리에스테르섬유를 구성하는 폴리머의 제조방법에 대해서는, 기본적으로는 공지의 방법을 사용하여 중합할 수 있다. 즉, 통상의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 제조공정에 있어서, 테레프탈산 또는 테레프탈산디메틸 등의 테레프탈산 저급 에스테르와 트리메틸렌글리콜을, 에스테르 교환반응, 이어서 중축합 반응할 때의 임의 단계에서, 제 3 성분을 첨가할 수 있다. 이 경우, 에스테르 형성성 술폰산염 화합물과 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산에 대해서는, 트리메틸렌글리콜과의 반응을 촉진시킬 필요가 있으므로, 에스테르 교환반응 전에 첨가하는 것이 바람직하고, 폴리알킬렌글리콜에 대해서는 폴리머의 황변, 감압시의 돌비 (bumping) 를 방지하기 위하여 에스테르 교환반응 종료시에 첨가하는 것이 바람직하다. 에스테르 교환촉매로는, 금속아세트산염, 티탄알콕사이드 등을 0. 01 ~ 0. 1 중량% 사용하는 것이 반응속도, 폴리머의 백도, 열안정성을 겸비하는 점에서 바람직하다. 반응온도는 200 ~ 240 ℃ 정도이다. 중축합촉매로는, 안티몬산화물, 티탄알콕시드 등을 사용할 수 있고, 특히 티탄알콕시드를 사용하는 경우에는 에스테르 교환촉매와 겸용할 수도 있다. 촉매량으로는, 반응속도, 폴리머의 백도의 관점에서 사용하는 전체 카르복실산의 양에 대하여 0. 01 ~ 0. 1 중량% 이다. 반응온도로는, 240 ~ 280 ℃ 이고, 진공도로는 0. 001 ~ 1 torr 이다. 또한, 전술한 각종 첨가제는 중합과정의 임의 단계에서 첨가할 수도 있으나, 반응에 대한 저해를 최소한으로 억제하기 위하여, 에스테르 교환반응 종료후의 임의 단계에서 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르섬유를 구성하는 폴리머는, 상기 방법에 의하여 얻은 폴리머를 질소, 아르곤 등의 불활성 기체 중, 또는 감압하에서 고상 (固相) 중합하여 분자량을 높일 수도 있다. 이러한 방법을 적용하면, 폴리머의 황변을 억제할 수 있고, 사절이나 보풀음의 원인이 되는 올리고머량을 감소시킬 수 있음과 동시에, 강도를 높일 수 있다. 고상중합의 방법은, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 사용되는 공지의 방법을 그대로 적용할 수 있는데, 고상중합전의 예비폴리머의 극한점도로는, 0. 4 ~ 0. 8 이 백도를 높이는 점에서 바람직하고, 고상중합도로는 170 ~ 230 ℃ 가 바람직하고, 시간은 소망하는 점도에 따라서 다르나, 통상은 3 ~ 36 시간 정도이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 섬유를 구성하는 폴리머는, 목적하는 공중합 조성이 되는 2 종류의 폴리머를 혼합하여 제조할 수도 있다. 예를 들어, 1,4-부탄디올을 5 중량% 공중합한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 95 중량%, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 5 중량% 혼합하여 제조할 수도 있다. 여기에서 혼합한다는 것은 중합기에서 혼합하여 충분히 에스테르교환시킨 후에 빼낼 수도 있고, 더욱 간편하게는 칩 블렌딩 (chip-blending) 한 상태에서 압출기 내에서 반응시킬 수도 있다. 이러한 방법을 취해도, 에스테르 교환속도는 충분히 빠르므로 균질의 폴리머를 얻을 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르섬유를 구성하는 폴리머의 제조방법에 있어서 중요한 것은, 폴리머의 백도를 유지하는 것이다. 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 제 3 성분을 공중합하면, 일반적으로 중합과정이나 방사과정에서 착색되기 쉬워진다. 그리하여, 백도를 높이는 방법으로는, 상기 바람직한 촉매량, 반응온도를 적용함과 동시에, 열안정제 또는 착색 억제제를 사용하는 것이 바람직하다. 열안정제로는 5 가 또는 3 가의 인 화합물이 바람직한데, 예를 들어 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리메틸포스파이트, 트리에틸포스파이트, 트리페닐포스파이트, 인산, 아인산 등을 들 수 있고, 폴리머에 대하여 0. 01 ~ 0. 07 중량% 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 착색 억제제로는 아세트산코발트, 포름산코발트 등을 들 수 있고, 폴리머에 대하여 0. 01 ~ 0. 07 중량% 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 극한점도를 0. 9 이상으로 올리는 경우에는, 프리폴리머를 고상중합하는 것이 백도를 높이는데 매우 유효한 방법이다. 이렇게 하여 얻어진 폴리머는 섬유로서도 우수한 백도를 유지할 수 있다. 그러한 백도로는 후술하게 될 b 값으로 -2 ~ 10, 바람직하게는 -1 ~ 6 이다.

본 발명의 폴리에스테르섬유의 형태는, 장 섬유, 단 섬유의 어느 하나일 수도 있고, 또한 장 섬유의 경우, 멀티필라멘트, 모노필라멘트의 어느 하나일 수도 있다. 총 데니어로는 특별한 제한은 없으나, 5 ~ 1000 d, 의류용으로 사용할 때에는 특히 5 ~ 200 d 가 바람직하다. 단사 데니어도 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 0. 0001 ~ 10 d 이다. 또한 단면형상에 대해서도, 환형, 삼각형, 편평형, 성형 (星形), w 형 등, 특별한 제한이 없고, 내부가 차거나 빌 수도 있다.

본 발명의 폴리에스테르섬유에서는, 동적 점탄성 측정으로 구할 수 있는 손실 탄젠트의 피크온도 (이하, 「Tmax」라고 함) 가 제 3 성분이 (1) 공중합 비율 1. 5 ~ 12 중량% 의 탄소수 4 ~ 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 공중합 비율 3 ~ 9 중량% 의 탄소수 2 ~ 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산, (3) 공중합 비율 3 ~ 10 중량% 의 폴리알킬렌글리콜에서 선택된 적어도 1 종인 경우에는 85 ~ 102 ℃ 일 필요가 있다. 이것은, 이 범위에서는 본 발명이 구하는 분산 염료에 의한 상압 가염성과 높은 견뢰성을 확보할 수 있기 때문이다. Tmax 는 무정형 부분의 분자밀도에 대응되므로, 이 값이 작아질수록 무정형 부분의 분자밀도가 작아지므로, 염료가 들어가기 위한 틈새 부분이 커져서 염료가 들어가기 쉬워져, 흡진율이 높아진다. 어느 한 제 3 성분을 사용하는 경우에도, Tmax 가 85 ℃ 미만에서는 낮은 온도에서 분자가 움직이기 쉬워지므로, 열 세트로 대표되는 통상의 후가공, 다림질 등으로 대표되는 통상의 사용 단계에서 수축이 지나치게 커져, 질감이 악화되거나, 또는 염색을 행한 이후의 포백의 드라이클리닝 견뢰성이 저하된다. 제 3 성분으로서 (1) 공중합 비율 1. 5 ~ 12 중량% 의 탄소수 4 ~ 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 공중합 비율 3 ~ 9 중량% 의 탄소수 2 ~ 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산 또는 이소프탈산, (3) 공중합 비율 3 ~ 10 중량% 의 폴리알킬렌글리콜의 군에서 선택된 적어도 1 종을 사용한 경우, Tmax 가 102 ℃ 를 초과하면, 염료가 들어가기 위한 틈새 부분이 지나치게 작아져 상압하에서 분산 염료로 짙은 색까지 염색할 수 없게 된다.

이렇게 Tmax 는, 섬유의 구조인자이므로, 동일한 공중합 조성을 가지는 폴리머라도, 방사온도, 방사속도, 연신배율, 열처리온도, 정련조건, 알칼리 감량조건, 염색조건 등의 방사조건, 후가공조건에 따라서 상이한 값을 나타내는 것이다. 특히, 열세트 온도에서 이 값은 크게 변화하므로, 열세트 온도를 변화시켜 Tmax 를상기 범위로 하는 것이 중요하다. 열세트 온도의 설정에 대하여 대략적으로 나타내면, 본 발명에서 규정된 폴리에스테르섬유의 경우에는, 열세트 온도가 실온에서 150 ℃ 정도까지인 범위에서는 Tmax 는 서서히 높아지나, 160 ℃ 정도를 초과하면 그 후에는 크게 저하된다. 이 변화의 비율은, 공중합 비율마다 상이하므로, 열세트 온도와 Tmax 와의 관계를 조사하면서 검토할 필요가 있다. 본 발명의 경우에는, 115 ℃ 를 초과하면 염색성 개선효과가 작고 상압 가염성은 나타나지 않게 된다. 그러나, 낮을수록 좋다는 것이 아니고, 무정형 부분이 지나치게 거칠어지므로 염료가 들어가기 쉬워짐과 동시에, 빠지기 쉬워진다는 결점을 갖는다. 즉, 견뢰성, 특히 드라이클리닝 견뢰성, 습마찰 견뢰성, 세탁 견뢰성 등이 저하된다. 또한, 열세트 시의 경화에 의한 질감의 악화, 치수 안정성의 저하 등의 문제가 나타난다. 바람직한 Tmax 의 범위는 (1) 공중합 비율 1. 5 ~ 12 중량% 의 탄소수 4 ~ 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 공중합 비율 3 ~ 9 중량% 의 탄소수 2 ~ 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산, (3) 공중합 비율 3 ~ 10 중량% 의 알킬렌글리콜에서 선택된 적어도 1 종을 사용한 경우에는 85 ~ 102 ℃, 특히 바람직하게는 90 ~ 98 ℃ 이다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르 섬유의 탄성율 Q (g/d) 와, 20 % 신장 후, 1 분간 방치한 후의 탄성 회복율 R (%) 이 하기 수학식 1 를 만족할 필요가 있다. 이것은, 수학식 1 을 만족함으로써, 본 발명의 폴리에스테르섬유에서 얻어진 포백은 종래의 폴리에스테르섬유에서 얻어지는 포백과 다르고, 나일론 수준 이상의 부드러운 질감을 가질 수 있기 때문이다.

[수학식 1]

0. 18 ≤Q / R ≤0. 45

Q/R > 0. 45 에서는 탄성율이 지나치게 높으므로 본 발명이 목적하는 나일론 수준의 부드러운 질감을 얻을 수 없거나 또는 탄성 회복성이 부족하고, 한번 응력이 가해져 변형된 섬유는 원래대로 회복되지 않게 되어 형태 안정성이 나쁜 포백밖에 얻을 수 없다. 또한, Q/R < 0. 18 이 되는 영역은 실질적으로 존재하지 않기 때문에, 본 발명에서는 0. 18 을 Q/R 의 하한계로 하고 있다. 수학식 1 의 범위가 될 수 있는 구체적인 탄성율은, 통상 25 ~ 40 g/d, 탄성 회복율은 70 ~ 99 % 가 된다.

또한, 공중합 비율이 1. 2 ~ 2. 5 몰% 인 에스테르 형성성 술폰산염 화합물과 공중합 비율이 3 ~ 7 중량% 인 (1) 탄소수 4 ~ 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 탄소수 4 ~ 12 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산, (3) 폴리알킬렌글리콜에서 선택된 적어도 1 종을 공중합한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 경우에는, 상기 섬유의 Tmax 을 85 ~ 115 ℃, 또한 상기 섬유의 탄성율 Q (g/d) 과 탄성 회복율 R (%) 과의 관계가 수학식 1 을 만족하는 것이, 전술한 상세한 Tmax 와 수학식 1 의 근거와 동일한 이유에서 필요해진다.

본 발명의 폴리에스테르섬유는, 다음에 나타내는 방법으로 얻을 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르섬유는, 적어도 100 ppm, 바람직하게는 50 ppm 이하의 수분량까지 건조시킨 폴리머를 압출기 등을 사용하여 용융시키고, 그 후 용융한 폴리머를 방사구에서 압출한 후에 권취하고, 이어서 연신을 행함으로써 얻을 수 있다. 여기에서 권취 후에 연신을 행한다는 것은, 방사를 행한 후에 실패 (bobbin) 등에 권취하고, 이 실을 다른 장치를 사용하여 연신하는, 소위 통상법 또는, 방사구에서 압출된 폴리머가 완전히 냉각 고화된 후, 일정한 속도로 회전하고 있는 제 1 롤에 수회 이상 권취함으로써, 롤 전후에서의 장력이 전혀 전달되지 않도록 하고, 제 1 롤과 제 1 롤의 다음에 설치되어 있는 제 2 롤과의 사이에서 연신을 행하는, 방사-연신 공정을 직결한 소위 직연법을 말한다.

이하에서, 통상법에 대하여 예를 들어 설명한다.

본 발명에 있어서 폴리머를 용융방사할 때의 방사온도는 240 ~ 320 ℃, 바람직하게는 240 ~ 300 ℃, 더욱 바람직하게는 240 ~ 280 ℃ 의 범위가 적당하다. 방사온도가 240 ℃ 미만에서는, 온도가 지나치게 낮아 안정된 용융상태가 되기 어렵고, 얻어진 섬유의 얼룩이 커져, 또 만족할 수 있는 강도, 연신도를 보이지 않게 된다. 또, 방사온도가 320 ℃ 를 초과하면 열분해가 심해지고, 얻어진 실은 착색되고, 또한 만족할 수 있는 강도, 연신도를 보이지 않게 된다.

실의 권취속도에 대해서는, 특별한 제한은 없으나, 통상 3500 m/min 이하, 바람직하게는 2500 m/min 이하, 더욱 바람직하게는 2000 m/min 이하에서 권취한다. 권취속도가 3500 m/min 을 초과하면, 권취하기 전에 결정화가 지나치게 진행되고, 연신공정에서 연신배율를 높일 수 없기 때문에 분자를 배향시킬 수 없고, 충분한

실 강도 또는 탄성 회복율을 얻을 수 없거나, 꽉 조여져 실패 등이 권취기에서 빠지지 않게 되거나 한다. 연신 시의 연신배율은 2 ~ 4 배, 바람직하게는 2. 2 ~ 3. 7 배, 더욱 바람직하게는 2. 5 ~ 3. 5 배가 좋다. 연신배율이 2 배이하에서는 연신에 의하여 폴리머를 충분하게 배향시킬 수 없고, 얻어진 실의 탄성 회복율은 낮아져 수학식 1 을 만족시킬 수 없게 된다. 또한 4 배 이상에서는 사절이 심해져 안정적으로 연신을 행할 수 없다.

연신 시의 온도는, 연신 범위에서는 30 ~ 80 ℃, 바람직하게는 35 ~ 70 ℃, 더욱 바람직하게는 40 ~ 65 ℃ 가 좋다. 연신 범위의 온도가 30 ℃ 미만에서는 연신시에 사절이 다발하여, 연속적으로 섬유를 얻을 수 없다. 또한, 80 ℃ 를 초과하면, 연신 롤 등의 가열 범위에 대한 섬유의 슬라이딩이 악화되므로 단사 끊김이 다발하고, 보풀 투성이의 실이 되어버린다. 또한, 폴리머끼리 빠져나가기 때문에 충분한 배향이 걸리지 않게 되어 탄성 회복율이 저하된다.

또한, 섬유구조의 경과시 변화를 피하기 위하여, 연신 후의 열처리를 행할 필요가 있다. 이 열처리는 90 ~ 200 ℃ 이고, 바람직하게는 100 ~ 190 ℃, 더욱 바람직하게는 110 ~ 180 ℃ 에서 행하는 것이 좋다. 열처리 온도가 90 ℃ 미만에서는 섬유의 결정화가 충분히 일어나지 않아 탄성 회복성이 악화된다. 또한, 200 ℃ 보다도 높은 온도에서는 섬유가 열처리 범위에서 끊어져 연신할 수 없다.

다음으로, 직연법에 대하여 예를 들어 설명한다. 방사구에서 압출된 용융 멀티필라멘트를 방사구 바로 아래에 형성된 30 ~ 200 ℃ 의 분위기 온도로 유지한 길이 2 ~ 80 ㎝ 의 보온영역을 통과시켜 급격한 냉각을 억제한 후, 이 용융 멀티필라멘트를 급냉시켜 고체 멀티필라멘트로 바꾸고, 40 ~ 70 ℃ 로 가열한 회전속도 300 ~ 3000 m/min 의 제 1 롤에 권취하고, 이어서 권취하지 않고 120 ~ 160 ℃로 가열한 제 2 롤에 권취하여, 제 1 롤과 제 1 롤보다 속도를 빠르게 한 제 2 롤간에서 1. 5 ~ 3 배로 연신한 후, 제 2 롤보다도 저속으로 권취기를 사용하여 권취한다. 방사과정에서 필요에 따라서, 교락처리 (interlacing treatment) 를 행할 수도 있다. 또한, 방사속도 300 ~ 3000 m/min 으로 한번 권취한 미 연신사를 상기 제 1 롤, 제 2 롤을 통하여 권취할 수도 있다.

통상법과 동일하게 폴리머의 용융압출을 행하고, 방사구에서 나온 용융 멀티필라멘트는 즉시 급냉시키지 않고, 방사구 바로 아래에 형성된 30 ~ 200 ℃ 의 분위기 온도로 유지된 길이 2 ~ 80 ㎝ 의 보온영역을 통과시켜 급격한 냉각을 억제한 후, 이 용융 멀티필라멘트를 급냉시켜 고체 멀티필라멘트로 변화시켜 계속되는 연신공정에 제공하는 것이 매우 바람직하다. 이 보온영역을 통과시킴으로써, 폴리머를 급냉에 의한 미세한 결정 또는 극도로 배향된 무정형 부분의 생성을 억제하고, 연신공정에서 연신되기 쉬운 무정형 구조를 만들 수 있고, 그 결과, 본 발명에서 필요한 섬유물성을 달성할 수 있다. 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트라고 하는 폴리에스테르에 비하여 훨씬 빠른 결정화 속도를 가지고 있으므로, 이러한 서냉을 행하는 것은, 미세한 결정 또는 극도로 배향된 무정형 부분의 생성을 억제하는 데 매우 유효한 방법이다. 30 ℃ 미만에서는 급냉이 되고, 연신배율을 높이기 어려워진다. 또한, 200 ℃ 이상에서는 사절이 일어나기 쉬워진다. 이러한 보온영역의 온도는 40 ~ 200 ℃ 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50 ~ 150 ℃ 이다. 또한, 이 보온영역의 길이는 5 ~ 30 ㎝ 가 바람직하다.

실의 방사속도에 대해서는, 제 1 롤의 권취속도는 300 ~ 3000 m/min 이다. 방사속도가 300 m/min 미만에서는, 방사 안정성은 우수하나, 생산성이 크게 저하된다. 또한, 3000 m/min 을 초과하면, 권취하기 전에 무정형부의 배향이나 부분적인 결정화가 진행되어, 연신과정에서 연신배율을 높일 수 없기 때문에, 분자를 배향시킬 수 없고, 충분한 실의 강도를 발현하기 어렵다. 바람직하게는 1500 ~ 2700 m/min 이다.

권취기의 속도는 제 2 롤보다도 낮게 하는 것이 섬유의 무정형 부분의 배향 완화를 일으키기 위하여 필요하고, 이로써 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 큰 수축이 약화되는 것 이외에, 무정형 부분이 느슨해져서 염료가 들어가지 쉬운 구조로 되어 염색성이 향상된다. 릴랙스 (relax) 비 (권취속도/제 2 롤 속도) 는 0. 95 ~ 0. 99 정도, 바람직하게는 0. 95 ~ 0. 98 이다.

제 2 롤의 속도는 연신배율에 의하여 결정되는데, 통상 600 ~ 6000 m/min 이다. 제 1 롤과 제 2 롤간에서의 연신배율은, 1. 3 ~ 3 배, 바람직하게는 2 ~ 2. 7 배가 바람직하다. 연신배율이 1. 3 배 이하에서는, 연신에 의하여 폴리머를 충분히 배향시킬 수 없고, 얻어진 섬유의 강도나 탄성 회복율은 낮아지게 된다. 또한, 3 배 이상에서는 보풀이 심해지고, 안정적으로 연신을 행할 수 없다. 제 1 롤의 온도는 40 ~ 70 ℃ 이고, 이 범위에서 연신하기 쉬운 상황을 만들어 낼 수 있다. 바람직하게는, 50 ~ 60 ℃ 이다. 제 2 롤에서 열처리를 행하는데, 온도로는 120 ~ 160 ℃ 이다. 120 ℃ 미만에서는 열안정성이 빈약하고, 열변형, 경과시 변화되기 쉬운 섬유가 되는 한편 발색성이 저하된다. 또한, 160 ℃이상에서는 보풀 또는 사절이 발생되어 안정적으로 방사할 수 없다. 바람직하게는, 120 ~ 150 ℃ 이다.

이상의 통상법, 직연법에서 나타낸 바람직한 조건을 적용하는 것은, 얻어지는 섬유의 균질성, 품질을 충분한 것으로 하기 위해서는 중요하다. 바람직한 방사조건을 적용하여 얻어진 섬유의 품질을 평가하는 파라미터로는, 예를 들어 U % 를 사용할 수 있다. U % 는 섬유 단면의 균질성을 나타내는 파라미터로서, 바람직한 조건을 적용하면 U % 는 2. 5 % 이하, 경우에 따라서는 1. 5 % 이하의 값을 나타낸다.

이상에서와 같이 하여 얻어진 폴리에스테르 섬유는, 단독 사용, 또는 포백의 일부에 사용함으로써, 유연성, 신축성, 발색성이 우수한 포백이 된다. 포백의 일부에 사용되는 경우 이외의 섬유로는 특별한 제한은 없으나, 특히 폴리우레탄 탄성섬유로 대표되는 신축 섬유, 셀룰로오스 섬유, 울, 견, 아세테이트 등의 섬유와 교락함으로써, 나일론섬유 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트섬유를 사용한 혼용 포백에서는 얻을 수 없는 특징을 발현시킬 수 있다. 즉, 예를 들어, 분산 염료를 사용하여 상압 염색을 할 수 있음과 동시에, 종래 볼 수 없었던 유연성, 신축성을 가지는 독특한 질감을 주는 포백이 된다.

특히 본 발명의 폴리에스테르섬유의, 분산 염료로 짙은 색으로 염색할 수 있는 특성을 살린 분야로서, 폴리우레탄 탄성섬유를 오염시키지 않고 염색할 수 있고, 나일론섬유와 폴리우레탄 탄성섬유로 대표되는 신축 섬유와의 혼용 포백과는 다른 부드러움성이나 촉감을 갖게 할 수 있다는 점에서, 상기 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트섬유와 폴리우레탄 탄성섬유로 대표되는 신축 섬유와의 혼용 포백이 특히 바람직한 포백으로서 예시된다.

본 발명의 포백은, 상기 혼용 포백 포함하여, 그 형태, 제편제직 방법에 대해서는 특별한 제한이 없어, 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 폴리에스테르 섬유를 경사 또는 위사에 사용하는 평직물, 리버시블 (reversible) 직물 등의 직물, 트리코트 (tricot) , 랏셀 (raschel) 등의 편물 등을 들 수 있고, 기타 교연(交撚), 합사, 교락을 해도 된다.

본 발명에서 사용되는 신축 섬유로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 건식방사 또는 용융방사된 폴리우레탄 탄성섬유, 혹은 폴리부틸렌 테레프탈레이트 섬유나 폴리테트라메틸렌글리콜 공중합 폴리부틸렌 테레프탈레이트 섬유로 대표되는 폴리에스테르계 탄성섬유 등을 들 수 있다. 신축 섬유를 사용하는 혼용 포백에 있어서, 본 발명의 폴리에스테르 섬유의 함유율은 특별한 제한은 없지만, 60 ∼ 98 % 가 바람직하다.

본 발명의 포백은, 혼용 포백도 포함하며, 예컨대 제편제직 후, 통상의 방법으로 정련, 예비세트, 염색, 파이널 세트의 과정을 거쳐 염색할 수 있다. 또, 필요에 따라서, 정련후, 염색전에 통상의 방법으로 알칼리 감량처리하는 것도 가능하다.

정련은 40 ∼ 98 ℃ 의 온도범위에서 실시할 수 있다. 특히 신축 섬유와의 혼용인 경우에는, 릴랙스시키면서 정련하는 것이 탄성을 향상시키므로 보다 바람직하다.

염색전후의 열세트는 한쪽 또는 양쪽 모두 생략하는 것도 가능하지만, 포백의 형태 안정성, 염색성을 향상시키기 위해서는, 양쪽 실시하는 것이 바람직하다. 열세트의 온도로는, 120 ∼ 190 ℃ 의 온도, 바람직하게는 140 ∼ 180 ℃ 이며, 열세트 시간으로는 10 초 ∼ 5 분, 바람직하게는 20 초 ∼ 3 분이다.

염색은 보조제를 사용하지 않고, 70 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 90 ∼ 120 ℃, 특히 바람직하게는 90 ∼ 100 ℃ 의 온도에서 실시할 수 있다. 염색을 균질하게 실시하기 위해서는, 아세트산이나 수산화나트륨 등을 사용하여 염료에 맞는 pH 로 조정함과 동시에, 계면활성제로 구성된 분산제를 사용하는 것은 특히 바람직하다.

염색 후는 공지의 방법에 의해 소핑 (soaping) 또는 환원세정을 실시할 수 있다. 특히, 신축 섬유와의 혼용에 있어서, 상압 분산 염료 가염성 섬유와 폴리우레탄 탄성섬유로 이루어지는 혼용 포백을 염색하는 경우에는, 환원성 섬유세정을 실시하고, 폴리우레탄 탄성섬유를 오염시킨 분산 염료를 완전하게 제거해 두는 것이 포백의 견뢰성을 향상시키는 점에서 중요하다. 이들 방법은 공지의 방법이면 되고, 예컨대 탄산나트륨이나 수산화나트륨 등의 알칼리 수용액중에서, 하이드로설파이트나트륨 등의 환원제를 사용하여 처리할 수 있다.

이하는, 상압에서 분산 염료로 진한색으로 염색할 수 있는 본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유의 특징으로 사용양태의 예시이다.

(1) 본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유는, 폴리우레탄 탄성섬유로 대표되는 신축 섬유, 울, 견, 아세테이트 등의 내열성이 낮은 섬유와의 혼용에 있어서, 내열성이 낮은 섬유의 성능을 손상하지 않고, 상압하에서 진한색으로염색할 수 있다. 특히, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유를 폴리우레탄 탄성섬유와 혼용하면, 나일론 섬유를 사용한 혼용 포백과는 다른 부드러움, 촉감을 나타내고, 이지케어 (easy-care) 특성을 겸비한, 신감각의 의류를 창조할 수 있다.

(2) 통상의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유와 폴리우레탄 탄성섬유의 혼용 포백은, 110 ∼ 120 ℃ 에서 염색할 필요가 있기 때문에, 폴리우레탄 탄성섬유가 열에 의해 열화한다. 게다가 분산 염료로만으로 염색되지 않는다. 분산 염료에 의한 폴리우레탄 탄성섬유와의 혼용 포백의 염색에서는, 분산 염료가 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유보다도 폴리우레탄 탄성섬유에, 더 많이 흡진되어 버릴뿐 아니라, 폴리우레탄 탄성계 섬유에 단단하게 고착되지 않는다. 예컨대, 드라이크리닝, 세탁으로 용이하게 섬유 분산 염료가 이염 (移染) 되어, 주위의 의류를 오염시키거나, 어떤 경우에는 염료가 탈리하여 혼용 포백의 색을 퇴색시켜, 염색 견뢰성을 저하시킨다. 한편, 상압에서 분산 염료에 대해 진한색으로 염색 가능한 본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유를 사용함으로써, 상술한 문제를 해결할 수 있다.

첫번째 방법은, 본 발명의 상압 분산 염료 가염 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 사용이다. 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유가 상압 분산 염료 가염성을 가질 정도로 개질되면, 폴리우레탄 탄성섬유로의 분산 염료의 이행을 상당히 억제할 수 있다.

(3) 폴리우레탄 탄성섬유로 대표되는 신축 섬유와의 혼용 분야의 하나로서 유력한 팬티스타킹 분야가 있다. 이 업계에서는, 전문 염색공장이 통상 고압 염색에 필요한 고압 염색기를 갖지 않는다. 본 발명의 상압 분산 염료 가염성 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유의 사용은, 새로운 설비투자 내지 나일론 섬유 교편 팬티스타킹에 사용했던 상압 염색기를 그대로 전용할 수 있다는 설비상의 이점을 갖는다. 이와 같은 설비상의 이점은 공업적으로는 매우 중요한 효과이다.

(4) 본 발명의 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트계 섬유를 사용하여 얻어지는 포백은, 예컨대 공지의 나일론 섬유와 폴리우레탄 탄성섬유와의 혼용 포백보다도 훨씬 부드럽고, 나일론 섬유 특유의 웩시 (waxy) 감도 없다. 또, 경신축 특성, 우수한 발색성도 갖는 등의 신감각의 의류가 될 수 있다. 또한, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유는, 열세트성이 높고, 내황변성도 우수하다. 이런 특성은, 나일론 섬유 특유의 문제가 없음을 나타내고 있어, 취급하기 쉬운 의류가 된다.

(5) 본 발명의 폴리에스테르 섬유는 셀룰로오스 섬유와의 혼용에 있어서도 탁월한 효과를 나타낸다. 셀룰로오스 섬유의 염색에서 반응 염료를 사용하는 경우, 염욕의 온도가 100 ℃ 를 초과하면 반응 염료가 분해를 일으키는 경우가 많다. 본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유를 사용함으로써, 상압하에서 분산 염료를 사용하여 일단 1 욕 염색하는 것도 가능해진다. 이렇게 하여 얻어진 포백은 셀룰로오스 특유의 건조감과 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에서 유래하는 부드러움성을 겸비한, 신감각 의류가 되는 것이다.

(6) 본 발명의 폴리에스테르 섬유는, 단독으로 직편물에 적용하는 것도 가능하며, 얻어진 포백은 매우 부드럽고, 우수한 신축특성, 발색성을 나타내는 것이 된다. 또, 100 ℃ 이상에서 염색해도 문제가 없는 경우는, 100 ℃ 이상에서 염색하는 것도 가능하다. 알칼리 감량된 본 발명의 폴리에스테르 섬유는, 한층 더 부드럽게 되는 외에, 섬유 표면에 수 ㎛ 정도의 미세공극이 존재하고, 그 때문에 건조감도 있고, 선명하게 염색할 수 있다는 특징을 낼 수 있다. 또, 본 발명의 상압 분산 염료 가염성 폴리에스테르 섬유에 대해서도 이에 가까운 알칼리 감량 특성을 갖는다.

이상, 본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유는, 상기의 사용양태에 준하여, 겉옷, 속옷류, 안감, 스포츠 등의 의류용 외에, 카페트용 원사, 심지 (芯地), 플록 (flocky) 등의 자재용으로도 사용할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예의 기재에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 실시예 중의 주요 측정치 및 평가치는, 이하의 측정 방법, 평가 방법에 의한다.

(1) 극한 점도의 측정

이 극한 점도 [η] 는, 오스트월드 (Ostwald's) 점도관을 사용하여, 35 ℃, o-클로로페놀을 사용하여 측정했다.

(2) 손실 탄젠트의 측정

오리엔테크사 제조 레오바이브론 (REOVIBRON) 을 사용하여, 건조공기중, 측정주파수 110 Hz, 승온속도 5 ℃/min 에서, 각 온도에서의 손실 탄젠트 (tan δ), 및 동적 탄성율을 측정했다. 그 결과로부터, 손실 탄젠트-온도곡선을 구하고, 이 곡선상에서 손실 탄젠트의 피크 온도인 Tmax (℃) 를 구했다.

(3) 탄성율의 측정

탄성율은 JIS-L-1013 에 준하여 측정했다.

(4) 융점의 측정

세이코덴시사 제조 DSC 를 사용하여, 20 ℃/min 의 승온속도로 100 ml/min 의 질소기류 하에서 측정했다. 여기서는, 융해의 피크의 피크치를 융점으로 했다.

(5) 탄성 회복율의 측정

섬유를 척 (chuck) 간 거리 20 cm 로 인장시험기에 부착하여, 신장율 20 % 까지 인장속도 20 cm/min 로 신장하여 1 분간 방치한다. 그 후, 다시 같은 속도로 수축시켜 응력-변형곡선을 그린다. 수축 중, 응력이 제로가 되었을 때의 연신도를 잔류 연신도 (X) 로 한다. 탄성 회복율은 하기식에 따라 구했다.

탄성 회복율 = [(20-X)/20] ×100 (%)

(6) b 값의 측정

얻어진 섬유의 황색은 b 값을 사용하여 측정했다. b 값은, 스가 시켄끼 (주) 의 컬러컴퓨터를 사용하여 측정했다. b 값이 커질수록 황색은 증가한다.

(7) 분산 염료에 의한 폴리에스테르 섬유의 염색성 평가

시료는 폴리에스테르 섬유의 싱글 니트 편물 (환편, 플레인 스티치 편물, 게이지28) 를 사용하고, 스코어롤 400 을 2 g/ℓ 로 함유하는 온수 (욕비 1 : 50) 을 사용하여, 70 ℃ 에서 20 분간 정련처리하고, 텀블러 건조기로 건조시켰다. 이어서, 핀 텐터를 사용하여, 180 ℃ 에서 30 초의 열세트를 실시한 것을 사용하였다. 염료는, 카야론 폴리에스테르 블루 3RSF (니혼카야꾸사 제조, 분산 염료) 를 6 %owf 로 사용하고, 욕비 1 : 50 에서 95 ℃ 에서 60 분 염색하였다. 분산제로는 니카산솔트 7000 (니카카가꾸사 제조, 음이온성 계면활성제) 을 0. 5 g/ℓ 사용하고, 아세트산 0. 25 ㎖/ℓ와 아세트산나트륨 1 g/ℓ 를 첨가하여, pH 를 5 로 조정했다.

흡진율은, 염료원액의 흡광도 (A), 염색 후의 염액의 흡광도 (a) 를 분광광도계로 구하고,이하의 식에 대입하여 구했다. 흡광도는 해당 염료의 최대 흡수파장인 580 nm 에서의 값을 사용했다.

흡진율 = (A - a) / A ×100 (%)

어느 정도 진한색으로 물들었는지를 표시하는 심색도는, K/S 를 이용하여 평가했다. 이 값은, 염색 후의 샘플 포의 분광 반사율 (R) 을 측정하고, 이하에 나타내는 쿠벨카 문크 (Kubelka-Munk) 의 식으로 구했다. 이 값이 클수록, 심색 효과가 큰, 즉 잘 발색되어 있음을 나타낸다. R 은, 해당 염료의 최대 흡수파장에서의 값을 사용했다.

K/S = (1 - R)²/ 2R

또, 흑색으로 염색했을 때의 명도는, L 값을 이용하여 평가했다.

(8) 염색 견뢰성 시험

염색섬유의 견뢰성 시험은, (6) 의 방법으로 염색한 싱글 니트 편물을 사용하여 평가했다.

드라이크리닝 견뢰도는 JIS-L-0860 에, 내광 견뢰도는 JIS-L-0842 에, 세탁견뢰도는 JIS-L-0844 에, 건ㆍ습 마찰 견뢰도는 JIS-L-0849 에 준하여 실시했다. 또한, 드라이크리닝 견뢰도는 액오염을 시험했다.

(9) U % 의 측정

제르베저 우스터사 (Zerveger Uster K.K.) USTER TESTER 3 을 이용하여 측정했다.

실시예 1

TMG 1031 중량부, 1,4-부탄디올 (이하「4 G」라고 함) 을 106 중량부, DMT 1300 중량부, 티탄테트라부톡사이드 1. 3 중량부를 사용하여 220 ℃ 에서 에스테르 교환을 실시한 다음, 트리메틸포스페이트 0. 01 중량% 를 첨가하고, 250 ℃ 에서 감압도 0. 5 torr 로 중축합을 실시하여 폴리머를 얻었다. 얻어진 폴리머의 극한점도는 0. 8 이였다. 또한, NMR 을 이용하여 측정한 폴리머 중의 4 G 성분은 4. 1 중량% 였다.

얻어진 폴리머 칩을 건조시킨 후, 36 개의 환단면의 구멍 (직경 0. 23 ㎜) 을 갖는 방사구를 사용하여 방사온도 265 ℃ 에서 방사속도 1200 m/min 으로 방사하여 미 연신사를 제작했다. 이어서, 얻어진 미 연신사를 핫 롤 60 ℃, 핫 플레이트 140 ℃, 연신배율 2. 9 배, 연신속도 600 m/min 으로 연연을 실시하여 50d/36f 의 연신사를 얻었다. 섬유의 물성은 융점 224 ℃, Tmax 98 ℃, 강도 3. 6 g/d, 연신도 40 %, U% 1. 2 %, 탄성율 23 g/d, 탄성 회복율 83 %, b 값 4. 5 이였다. 이 섬유의 Q/R 값은 0. 28 이 되어 수학식 1 을 만족시킬 수 있었다.

또한, 본 실시예의 폴리에스테르 섬유의 95 ℃, 60 분에 있어서의 분산 염료에 의한 흡진율은 78 % 이고, 높은 흡진율을 나타낸다.

염색 후의 싱글 니트 편물의 드라이크리닝 견뢰도에서는 염색물의 퇴색도 나타나지 않고, 액오염은 3. 5 급, 내광 견뢰도 (5 내지 4 급), 건·습마찰 견뢰도 (5 급), 세탁 견뢰도 (5 급) 에 대해서도 양호하다.

실시예 2 내지 5

글리콜류의 종류와 글리콜류와 TMG 의 비율을 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 실시했다. 얻어진 섬유의 각각에 대한 시험, 평가결과를 표 2 에 정리했다. 모든 경우가 수학식 1 을 만족시키는 섬유이며, 또한 양호한 염색성, 염색 견뢰성, 제반 물성을 나타낸다.

비교예 1

트리메틸렌글리콜 (이하 「TMG」라고 함) 1144 중량부, 디메틸테레프탈레이트 (이하 「DMT」라고 함) 1300 중량부, 에테르 형성 억제제로서 아세트산리튬 0. 43 중량부, 착색 억제제로서 아세트산코발트 0. 13 중량부, 에스테르 교환촉매로서 티탄테트라부톡사이드 1. 3 중량부를 사용하여, 에스테르 교환반응을 실시했다. 이어서, 중축합 촉매로서 티탄테트라부톡사이드 1. 3 중량부, 열 안정제로서 트리메틸포스파이트 0. 065 중량부를 첨가하여 270 ℃, 감압도 0. 5 torr 로 중축합을 실시하여 폴리머를 얻었다. 얻어진 폴리머의 극한점도는 0. 61 이었다. 이 폴리머 칩을 건조시킨 후, 36 개의 환단면의 구멍 (직경 0. 23 mm) 을 갖는 방사구를 사용하고, 방사온도 265 ℃, 방사속도 1200 m/min 으로 방사하여 미 연신사를 제조했다. 이어서, 얻어진 미 연신사를 핫 롤 50 ℃, 핫 플레이트 140 ℃, 연신배율 3. 0 배, 연신속도 600 m/min 로 연신-가연 (draw-twisted) 을 실시하여, 50 d/36 f 의 연신사를 얻었다. 이 섬유의 Q/R 은 0.26 이고, 상기 수학식 (1) 을 만족하고 있다. 이 섬유에 대하여, 상기 (7) 분산 염료 염색성 평가시험에 의한 염색성 평가를 실시하였다.

그러나, 이 비교예에서 얻어진 폴리에스테르 섬유는 Tmax 가 102 ℃ 를 초과하였다. 이 섬유의 95 ℃, 60 분에 있어서의 분산 염료에 의한 흡진율은 36 % 이고, 진한색으로 염색할 수 없었다. 그러나, 염액농도는 0. 5 % owf 로 실시하면 81 % 까지 흡진율은 향상되었다. 따라서, 이 결과로부터 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유는 분산 염료에 대하여 저염료 농도에서는 상압 가염성을 나타내지만 염료농도가 높아지면 상압 가염성은 나타내지 않음을 알 수 있다.

비교예 2

TMG 와 4 G 의 비율을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 실시했다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다. 4 G 성분의 비율은 1. 5 중량% 미만이고, 섬유의 Tmax 는 106 ℃ 이였다. 95 ℃, 6 분에 있어서의 분산 염료에 의한 흡진율은 낮아서 진한색으로 염색할 수 없었다.

	공중합성분	융점	극한점도	강도	연신도	탄성율	탄성회복율	Q/R	Tmax	U%	흡진율	DC견뢰도	b 값
	종류	중량%	(℃)	[η]	(g/d)	(%)	(g/d)	(%)		℃	%	(%)	(급)
실시예1	4G	4.1	224	0.63	3.6	40	23	83	0.28	98	1.2	78	4	4.5
실시예2	4G	5.2	220	0.60	3.5	46	23	81	0.28	96	1.0	82	3	4.3
실시예3	4G	9.3	213	0.57	3.4	41	24	80	0.30	85	1.5	95	3	4.6
실시예4	3G-2	4.8	218	0.57	3.5	38	26	82	0.32	100	1.2	70	3	5.4
실시예5	6G	3.0	220	0.61	3.3	41	24	80	0.30	95	0.8	71	3	5.8
실시예6	C6-2G	4.7	223	0.56	3.5	42	25	82	0.30	92	1.2	88	3	5.3
비교예1	-	0	236	0.63	3.6	35	23	85	0.27	111	-	36	-	5.2
비교예2	4G	0.8	229	0.60	3.9	38	24	86	0.28	106	-	47	-	5.6
비교예3	4G	10.3	202	0.58	3.4	41	24	72	0.33	68	-	99	1	5.3
비교예4	6G	8.7	210	0.55	3.2	46	24	77	0.31	74	-	99	1	5.1
비교예5	C6-2G	12.6	202	0.60	2.6	43	24	34	0.71	62	-	-	-	5.0
비교예6	2G	5.0	215	0.53	3.4	4	23	70	0.33	100	-	70	1	18.3
4G : 1,4-부탄디올6G : 1,6-헥산디올3G-2 네오펜틸글리콜C6-2G : 시클로헥산디메탄올

비교예 3

TMG 와 4G 의 비율을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 실시했다. 얻어진 섬유의 물성, 평가결과를 표 1 에 나타낸다. 4G 성분의 비율은 10. 3 중량% 이였다. 섬유의 Tmax 는 85 ℃ 이하이고, 흡진율은 높지만 드라이크리닝 견뢰도는 1 급으로 매우 열등한 것이였다.

비교예 4

4G 대신에 헥사메틸렌글리콜 (이하 6G 라고 함) 을 사용하여 TMG 와 6G 의 비율을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 실시했다. 얻어진 섬유의 시험, 평가결과를 표 1 에 나타낸다. 폴리머의 6G 성분의 비율은 8. 7 중량% 이였다. 그러나 이 섬유의 Tmax 는 85 ℃ 이하이고, 95 ℃ 에서 60 분으로 염색을 실시한 경우, 흡진율은 70 % 를 넘었지만 드라이크리닝 견뢰성은1 급으로 매우 열등한 것이였다. 또한 섬유의 융점이 210 ℃ 로 낮아서 가연 (假撚) 가공 등의 가공을 실시하고자 한 결과 실이 히터에 융착하여 가공을 실시할 수 없었다.

비교예 5

4G 대신에 시클로헥산디메탄올 (이하 C6-2G 라고 함) 을 사용하여 TMG 와 C6-2G 의 비율을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 실시했다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. C6-2G 성분의 비율은 12. 6 중량% 이였다. 그러나 이 실의 탄성율은 24 g/d, 탄성 회복율은 34 % 이고, Q/R 값은 0. 71 로 수학식 1 을 만족할 수 없다. 이 실에서 얻은 포백은 탄성 회복성이 부족하다. 또한 섬유의 Tmax 는 62 ℃ 이고, 95 ℃ 에서 60 분으로 염색을 실시한 결과 포백이 수축하여 굳어진다.

비교예 6

4G 대신에 에틸렌글리콜 (이하 2G 라고 함) 을 사용하여 TMG 와 2 G 의 비율을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 실시했다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. 얻어진 폴리머는 황색으로 착색되어 있고, 얻어진 섬유도 b 값이 18. 3 으로 황색으로 착색되어서 백도가 필요한 안감 등의 용도에는 사용할 수 없다.

실시예 7

실시예 1 의 폴리에스테르 섬유와 210 데니어의 로이카 (아사히 가세이 고교 제조, 폴리우레탄계 신축 섬유) 를 사용하여 경편지를 제작했다. 이 편지의 편성게이지는 28G, 루프 길이는 폴리에스테르 섬유를 1080 ㎜/480 코스, 신축 섬유를 112 ㎜/480 코스로 하고, 천 밀도를 90 코스/인치로 했다. 또한, 폴리에스테르 섬유의 혼합율은 75. 5 % 로 설정했다.

얻어진 섬유를 90 ℃, 2 분간의 릴랙스 정련하고, 160 ℃ 에서 1 분간의 건열 세트를 실시했다. 다이아닉스 블랙 BG-FS (다이스터 저팬사 제조 분산 염료) 를 8 % owf, 염색 보조제인 니커산솔트 1200 을 0. 5 g/ℓ의 존재하에서 아세트산으로 pH 를 6 으로 조정하여 욕비 1 : 30 으로 95 ℃ 에서 60 분간 염색을 실시했다.

얻어진 염색 제품의 흑색 명도 L 값은 11. 7 이고 충분히 발색했다. 염색 제품은 세탁 견뢰도 5 급, 습마찰 견뢰도 4 급, 내광 견뢰도 4 급으로, 부드러우며 신축성이 풍부하고 탄력, 탄성이 우수한 질감을 나타낸다.

비교예 7

비교를 위하여 통상법으로 방사된 나일론 6 섬유와 로이카의 경편지를 실시예 7 와 동일하게 제작하고, 산성염료로서 카야론 블랙 BGL (닛뽄 가가꾸사 제조, 산성염료) 을 사용하여 7 % wf 로 95 ℃ 에서 60 분간 염색했다. 얻어진 염색 제품의 L 값은 12. 3 이였다. 이 포백의 내광 견뢰도는 2 내지 3 급이였다.

실시예 8

실시예 1 과 동일한 방법으로 얻은 75d/36f 의 폴리에스테르 섬유를 경사, 위사로 75d/44f 의 구리암모니아 레이온을 사용하여 평직물 (섬유밀도 경 140 본 / 25. 4 ㎜, 위 80 본/25. 4 ㎜) 을 제작했다. 이 평직물을 통상법으로 정련, 머서화 (mercerized) 했다. 머서법 가공은 상온 하에서 75 % 의 수산화나트륨 수용액에 담궈 실시했다. 중화, 수세정, 180 ℃ 에서 30 초의 예비 세트 후, 보조제를 사용하지 않고 분산 염료와 반응 염료에 의한 일단 일욕 염색을 실시했다. 분산 염료로는 카야론 폴리에스테르 블루 BRSF (닛뽄 가야꾸사 제조, 분산 염료), 드리마렌 블루 X-SGN (샌도즈 (사) 제조 반응 염료) 을 사용했다. 분산제는 디스퍼 TL (메이세이 가가꾸 (주) 제조) 을 1 g/ℓ사용하여, 황산나트륨 50 g/ℓ 와 탄산나트륨 15 g/ℓ를 첨가하고, pH 를 11 로 조정한 수용액에 염료를 첨가하여 염액으로 했다. 염료농도 2 % owf, 욕비 1 : 50 으로 95 ℃, 1 시간 염색을 실시했다. 염색 후, 그랜 업 P (산요 가세이사 제조 비이온성 계면활성제) 1 g/ℓ, 욕비 1 : 50 으로 80 ℃ 에서 10 분간 소핑했다. 염색 후, 통상법으로 마무리했다.

얻어진 염색물은 균일하게 염색되어 있고 부드러운 질감과 건조감이 충분하며 종래의 직물에서는 볼수없는 양호한 질감이였다. 염색물의 K/S 는 22. 7, 드라이크리닝 견뢰도는 3 내지 4 급, 습마찰 견뢰도는 4 급, 내광 견뢰성은 4 급이였다.

또한, 실시예 1 과 동일한 방법으로 얻은 75d/36f 의 폴리에스테르 섬유를 사용하여 위사와 경사를 동일하게 하여 동일한 평직물을 제작하고, 염색가공했다. 얻어진 포백은 건조감은 없으나 매우 부드러우며 포백은 위 방향으로 7 % 정도의 신축성을 나타낸다.

실시예 9

실시예 1 의 폴리에스테르 섬유에 300 T/m 의 꼬임을 부여하고, 롤러를 이용하여 사이징한 후, 경사로 하고, 위사에 디아세테이트 (100d/150f) 를 사용하여 평직물 (경 120 본 / 25. 4 ㎜, 위 80 본/25. 4 ㎜) 을 제조했다.

폴리에스테르 섬유용 분산 염료로서 카야론 폴리에스테 블루 3RSF (닛뽄 가가꾸사 제조), 디아세테이트용 분산 염료로서 카야론퍼스트 블루 RD 200 (닛뽄 가야꾸사 제조) 을 사용했다. 염료농도는 각각 5 % owf 로 하고, 약산성으로 분산제의 존재하, 95 ℃ 에서 일단 일욕 염색을 실시했다. 염색 후, 소다회 1 g/ℓ, 비이온 세정제 0. 5 g/ℓ 의 약알칼리 욕에서 70 ℃ 에서 20 분간 소핑을 실시했다. 얻어진 염색물의 K/S 는 22. 2 로 우수한 것이였다. 염색물은 드라이크리닝 견뢰도가 3 내지 4 급, 내광 견뢰도는 4 급, 질감은 부드러우며 선명도도 우수하다.

실시예 10

DMT 1170 중량부, 이소프탈산디메틸 130 중량부, TMG 763 중량부, 티탄테트라부톡시 1. 3 중량부를 사용하여 220 ℃ 에서 에스테르 교환을 실시한 후, 트리메틸포스페이트 0. 01 중량부를 더 첨가하여 260 ℃ 에서 감압도 0. 5 torr 로 중축합을 실시하여 폴리머를 얻었다. 얻어진 폴리머의 극한점도는 0. 8 이였다. 또한, NMR 을 사용하여 측정한 폴리머 중의 이소프탈산 성분은 6. 2 중량% 이였다.

얻어진 폴리머 칩을 건조시킨 후, 36 개의 환단면의 구멍 (직경 0. 23 ㎜) 을 갖는 방사구를 사용하여 방사온도 265 ℃ 에서 방사속도 1200 m/min 으로 방사하여 미 연신사를 제작했다. 이어서, 얻어진 미 연신사를 핫 롤 60 ℃, 핫 플레이트 140 ℃, 연신배율 2. 9 배, 연신속도 600 m/min 으로 연신 및 가연을 실시하고, 50d/36f 의 연신사를 얻었다. 섬유의 물성은 융점 219 ℃, Tmax 100 ℃, 강도 3. 5 g/d, 연신도 43 %, U% 1. 0 %, 탄성율 24 g/d, 탄성 회복율 82 %, b 값 7. 6 이였다. 또한, 섬유의 Q/R 값은 0. 29 가 되어 수학식 1 을 만족할 수 있었다. 이 실시예의 폴리에스테르 섬유의 95 ℃, 60 분의 분산 염료에 의한 흡진율은 81 % 로 높은 흡진율을 나타낸다. 염색 후의 싱글 니트 편물의 드라이크리닝 견뢰성에서는 염색물의 퇴색도 나타나지 않고 액 오염은 3 급이였다. 또한 염색물의 염색견뢰성은 내광 견뢰도 (4 내지 5 급), 건·습마찰 견뢰도 (5 급), 세탁 견뢰도 (5 급) 으로 양호하다.

실시예 11 내지 16

디카르복실산 유도체의 종류를 변경하여 실시예 10 와 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 실시했다. 이 섬유의 평가결과를 표 2 에 정리했다. 모든 섬유가 수학식 1 을 만족하는 섬유이며 또한 양호한 염색성, 견뢰성, 제반 물성을 나타낸다.

비교예 8, 9

이소프탈산디메틸의 공중합 비율을 변경하여 실시예 10 를 반복했다. 얻어진 섬유의 시험, 평가결과를 표 2 에 나타낸다. 비교예 8 에서는 공중합 비율이 너무 낮아서 섬유의 염색성이 떨어지고, 비교예 9 에서는 공중합 비율이 너무 높아서 드라이크리닝 견뢰성이 저하된다.

	공중합성분	융점	극한점도	강도	연신도	탄성율	탄성회복율	Q/R	Tmax	U%	흡진율	DC견뢰도	b값
	종류	중량 ％	(℃)	[η]	(g/d)	(%)	(g/d)	(%)		℃	%	(%)	(급)
실시예10	이소프탈산디메틸	6.2	219	0.80	3.5	43	24	82	0.29	100	1.0	81	3	7.6
실시예11	이소프탈산디메틸	5.2	224	0.81	3.5	43	24	75	0.32	102	0.8	75	4	7.5
실시예12	이소프탈산디메틸	7.4	216	0.75	3.4	42	20	83	0.24	96	1.0	91	3	7.3
실시예13	숙신산디메틸	4.0	222	0.80	3.5	42	22	85	0.26	92	1.1	85	3	8.2
실시예14	아디프산디메틸	5.3	222	0.77	3.5	41	23	90	0.26	89	1.2	96	3	9.6
실시예15	세바신산디메틸	7.8	210	0.80	3.0	44	22	86	0.26	85	1.1	96	3	9.5
실시예16	1,4-시클로헥산디카르복실산	6.0	220	0.80	2.2	42	23	87	0.26	85	1.2	90	3	9.0
비교예 8	이소프탈산디메틸	1.8	227	0.80	3.6	40	23	89	0.26	108	-	54	4	7.6
비교예 9	이소프탈산디메틸	12.3	225	0.80	2.4	54	19	70	0.27	69	-	96	1	7.6

참고예 1

트리메틸포스파이트를 이용하지 않고, 실시예 29 를 반복했다. 얻어진 섬유의 섬유 물성은 변화가 없었으나, 섬유의 b 값은 12. 3 이며 약간 황색이 되었다.

실시예 17

실시예 10 의 폴리에스테르섬유와 210 데니어의 로이카 (아사히 가세이 고교 제조 폴리우레탄계 신축 섬유) 를 이용하여 경편지를 제작했다. 편성 게이지는 28GG, 루프 길이는 폴리에스테르섬유가 1080 ㎜/480 코스, 신축 섬유가 112 ㎜/480 코스로 하고, 천 밀도를 90 코스/인치로 했다. 또, 폴리에스테르 섬유의 혼율은75. 5 % 로 설정했다.

얻어진 섬유를 90 ℃ 에서 2 분간 릴랙스 정련하고, 160 ℃ 에서 1 분간 건열 세트를 실시했다. 다이어닉스 블랙 BG-FS (다이스터 저팬사 제조 분산 염료) 를 8% owf, 염색조제인 니카산솔트 1200 (닛카가가꾸사 제조 염색 보조제) 을 0. 5g/ℓ의 존재 하에서 아세트산으로 pH 를 6 으로 조정하여, 용비 1 : 30 으로 95 ℃ 에서 60 분간 염색을 했다.

얻어진 염색 제품의 흑색명도 L 값은 11. 3 이며, 충분한 발색이었다. 염색물의 세탁 견뢰도는 5 급, 습마찰 견뢰도는 4 급, 내광 견뢰도는 4 급이었다. 또, 염색물은 부드러우며 신축감이 풍부하고, 탄력, 탄성이 있는 질감을 나타낸다.

실시예 18

DMT 1300 중량부, TMG 1121 중량부, 티탄테트라부톡사이드 1. 3 중량부, 아세트산 코발트 0. 01 중량부를 이용하여 220 ℃ 로 에스테르 교환을 한 후, 평균분자량 1000 의 폴리에틸렌글리콜 69 중량부, 인산 0. 01 중량부를 첨가하고, 260 ℃ 에서 감압도 0. 5 torr 로 중축합을 행하여 폴리머를 얻었다. 얻어진 폴리머의 극한점도는 0. 82 였다. 평균분자량 1000 의 폴리에틸렌글리콜 공중합 비율은 5 중량 ％ 였다.

얻어진 폴리머 칩을 건조시킨 후, 36 개의 환단면의 구멍 (0. 23 ㎜) 을 가진 방사구를 이용하여, 방사온도 265 ℃ 에서 방사속도 1200 m/min 으로 방사하여 미 연신사를 제작했다. 이어서 얻어진 미 연신사를 핫 롤 50 ℃, 핫 플레이트 140 ℃, 연신배율 2. 9 배, 연신속도 600 m/min 으로 연신 및 가연을 행하고, 50 d/36f의 연신사를 얻었다. 섬유의 물성은, 융점 232 ℃, Tmax 92℃, 강도 3. 1 g/d, 연신도 43%, U% 1. 1%, 탄성율 20 g/d, 탄성 회복율 89 %, b 값 8. 2 였다. 또, 섬유의 Q/R 값은 0. 22 가 되어 수학식 1 을 만족할 수 있었다.

이 실시예의 폴리에스테르의 섬유의 95 ℃, 60 분의 분산 염료에 의한 흡진율은 92 % 이고, 높은 흡진율을 나타낸다.

염색 후의 싱글 니트 편물의 드라이크리닝 견뢰도에서는 염색물의 퇴색도 인정되지 않고, 액 오염은 2 급이었다. 또 섬유의 내광 견뢰도 (3 급), 건ㆍ습마찰 견뢰도 (5 급), 세탁 견뢰도 (5급) 에 대해서도 양호하였다.

실시예 19 ∼ 25

폴리알킬렌글리콜의 종류를 변경하여 실시예 33 과 동일한 방법으로 중합ㆍ방사를 했다. 얻어진 시험, 평가결과를 표 3 에 정리했다. 모든 실시예의 섬유도 수학식 1 을 만족시키고 있고, 또 양호한 염색성, 견뢰성, 제반 물성을 나타낸다.

비교예 10, 11

폴리에틸렌글리콜의 공중합 비율을 바꾸어, 실시예 18 과 동일한 조작을 반복했다. 그 결과를 표 4 에 나타낸다. 비교예 10 에서는 공중합 비율이 지나치게 낮아 염색성이 불충분하고, 비교예 11 에서는 공중합 비율이 지나치게 높아 드라이크리닝 견뢰성이 악화되었다. 또 섬유의 백도도 저하하였다.

	공중합성분	융점	극한점도	강도	연신도	탄성율	탄성회복율	Q/R	Tmax	U%	흡진율	DC견뢰도	b값
	종류	분자량	중량 ％	(℃)	[η]	(g/d)	(%)	(g/d)	(%)		℃	%	(%)	(급)
실시예16	PEG	1000	5	232	0.82	3.1	43	20	89	0.22	92	1.1	92	2	8.2
실시예17	PEG	1000	3	232	0.82	3.5	39	23	89	0.26	101	1.1	70	3	8.5
실시예18	PEG	1000	4	232	0.81	3.2	41	22	90	0.24	97	1.2	82	3	8.2
실시예19	PEG	1000	10	230	0.84	2.8	45	19	87	0.22	86	1.1	99	2	9.7
실시예20	PEG	3000	6	233	0.82	3.4	39	23	88	0.26	93	1.3	91	2	9.4
실시예21	PEG	6000	10	230	0.79	3.3	39	21	88	0.24	100	1.5	71	2	9.8
실시예22	PTMG	2000	5	233	0.78	3.6	40	21	91	0.23	96	1.1	88	2	8.3
비교예10	PEG	1000	2	232	0.80	3.5	41	21	88	0.24	104	-	63	2	7.1
비교예11	PEG	1000	12	226	0.84	2.5	42	18	85	0.21	79	-	99	1	11.5
PEG: 폴리에틸렌글리콜PTMG: 폴리테트라메틸렌글리콜

실시예 26

실시예 18 의 폴리에스테르 섬유와 210 데니어의 로이카 (아사히 가세이 고교 제조 폴리우레탄계 신축 섬유) 를 이용하여 경편지를 제작했다. 이 경우, 게이지는 28G, 루프길이는 폴리에스테르섬유가 1080 ㎜/480 코스, 신축 섬유가 112 ㎜/480 코스로 하고, 천 밀도를 90 코스/25. 4 ㎜ 로 했다. 또 폴리에스테르섬유의 혼율은 75. 5% 로 설정했다.

얻어진 섬유를 90 ℃ 에서 2 분간 릴랙스 정련하고, 160 ℃ 에서 1 분간 건조세트를 실시했다. 다이어닉스 블랙 BG-FS (다이스터 저팬사 제조) 를 8% owf,염색조제인 닛커산솔트 1200 을 0. 5g/ℓ의 존재하, 아세트산으로 pH 를 6 으로 조정하여, 용비 1 : 30 으로 95 ℃ 에서 60 분간 염색을 했다.

얻어진 염색 제품의 흑색명도 L 값은 11. 0 이며, 충분한 발색이었다. 섬유의 세탁 견뢰도는 5 급, 습마찰 견뢰도는 4 급, 내광 견뢰도는 4 급이었다. 또, 염색 포백은 부드럽고 신축감이 풍부하며, 탄력성, 탄성이 있는 질감을 나타낸다.

실시예 27

극한점도 0. 9 인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트와 극한점도 1. 0 인 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 94. 8 : 5. 2 인 비율로 혼합하고, 그대로 압출하여, 실시예 2 과 동일한 방법으로 1,4-부탄디올을 5. 2 중량 ％ 공중합한 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 섬유를 얻었다.

얻어진 섬유는 실시예 2 의 섬유와 거의 동등하며, 강도 3. 6 g/d, 연신도 43 %, U% 0. 7%, 탄성율 23 g/d, 탄성 회복율 81%, b 값 4. 4, Q/R 값 0. 28, Tmax 97 ℃, 95 ℃, 60 분으로의 분산 염료에 의한 흡진율은 84 % 였다.

본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유는, 상압에서 분산 염료로 실용상 요구되는 색농도 (shades) 로 염색할 수 있다. 또한, 본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 등의 범용 폴리에스테르 섬유에 근사한 워시 앤드 웨어성, 치수 안정성, 내황변성, 건조감, 알칼리 감량 가공성을 가지고, 나일론 섬유와 유사한 유연성을 나타내는 섬유소재이다.

상술한 성능을 구비하기 때문에, 본 발명의 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트계 섬유는, 폴리우레탄 탄성섬유로 대표되는 신축 섬유, 울, 견, 아세테이트, 등의 내열성이 낮은 섬유소재 및 상압으로 염색되는 셀룰로오스 섬유와의 혼용 포백의 견고 염색물의 제조에 적합한 섬유재료이다. 특히, 상기 저내열 섬유와의 혼용에 의한 포백제품에 대하여 견고 염색 포백이, 통상 상압 염색설비로 간단한 염색방법을 이용하여, 섬유의 특성을 손상하지 않고 제조할 수 있는 점이, 본 발명의 특징이라할 산업상의 효용이다.

Claims (6)

1. 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트에 제 3 성분을 공중합한 폴리에스테르로 이루어지는 섬유에 있어서, 제 3 성분이 (1) 공중합 비율 1. 5 ∼ 12 중량% 의 탄소수 4 ∼ 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, (2) 공중합 비율 3 ∼ 9 중량% 의 탄소수 2 ∼ 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산 또는 이소프탈산, (3) 공중합 비율 3 ∼ 10 중량% 의 폴리알킬렌글리콜에서 선택된 1 종 이상이고, 상기 섬유의 손실 탄젠트의 피크온도가 85 ∼ 102 ℃ 로서, 또한 상기 섬유의 탄성율 Q (g/d) 와 탄성 회복율 R (%) 의 관계가 수학식 1 을 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유.

   [수학식 1]

   0. 18 ≤Q/R ≤0. 45
2. 제 1 항의 폴리에스테르 섬유에 있어서, b 값이 -2 ∼ 10 인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유.
3. 제 1 항의 폴리에스테르 섬유를 일부 또는 전부에 이용한 것을 특징으로 하는 포백.
4. 제 1 항의 폴리에스테르 섬유와 신축 섬유를 혼용한 것을 특징으로 하는 혼용 포백.
5. 제 1 항의 폴리에스테르 섬유를 일부 또는 전부에 이용한 포백으로서, 분산 염료로 염색된 것을 특징으로 하는 포백.
6. 하기의 조건 (1) 내지 (3) 을 만족하는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지.

   (1) ① 1.5 내지 12 중량% 의 탄소수 4 내지 12 의 지방족 또는 지환족 글리콜, ② 공중합 비율 3 내지 9 중량% 의 탄소수 2 내지 14 의 지방족 또는 지환족 디카르복실산, 또는 이소프탈산, 및 ③ 공중합 비율 3 내지 10 중량% 의 폴리알킬렌 글리콜의 군으로부터 선택되는 1 종 이상이 공중합되어 있는 것

   (2) 수지의 극한 점도가 0.4 내지 1.2 인 것

   (3) 수지의 b 값이 - 2 내지 10 인 것