KR100377881B1 - 폴리에스테르섬유 - Google Patents

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Abstract

본 발명은
일반식(1)의 공단량체 성분을 2 내지 20몰% 함유하는 폴리에스테르로부터 제조한 섬유; 상기 섬유가 사용된 사, 즉 수축율이 상이한 필라멘트들로 구성된 혼방사 및 혼방 스테이플사; 및 한 성분으로서 상기 폴리에스테르를 함유하는 복합섬유에 관한 것이다. 본 발명의 섬유는 복굴절도가 낮고 염색성 및 심색 효과도 우수하다. 추가로 연신조건에 따라 고수축율 뿐만 아니라 고수축 응력 및 매우 우수한 광견뢰도를 갖기 때문에 기존의 고수축성 섬유의 대용품으로서 유용하다.

Description

폴리에스테르 섬유
폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 대표되는 폴리에스테르 섬유는 이들의 우수한 특성으로 인해 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 이러한 섬유는 천연섬유(예: 양모 및 실크)와 반합성섬유(예: 레이욘 및 아세테이트 섬유)에 비하여 색상의 선명성, 색상의 짙기, 특히 검정색의 짙기 및 발색성에 있어서 결점이 있다.
이러한 결점은, 일반적으로, 폴리에스테르 섬유가 염색물에 선명성을 충분하게 제공하지 못하는 분산염료로 염색된다는 점과, 폴리에스테르 섬유는, 섬유축에 대하여 수직방향으로 측정한 굴절율이 1.7로, 다른 섬유에 비해 더 높아서 섬유 표면에 대한 광 굴절율이 증가하며, 이로써 폴리에스테르 섬유를 포함하는 직물의 표면에서의 백색 광 반사 및 산란의 세기가 증가한다는 점에서 야기된다.
양이온성 염료 및 산성 염료 등의 선명성이 우수한 염료의 염착 좌석을 폴리에스테르 섬유에 도입하여 이러한 결점을 개선하기 위한 다수의 제안이 제공되어 왔다. 이러한 개선으로 인해 염색물의 선명성은 향상되었지만, 섬유의 높은 굴절율에 기인하는 백색 광 굴절산란이 감소되지 않아서 심색성을 개선하는 점에서는 실질적인 진전이 없었다.
일본 특허공보 제42938/1992호에는, 폴리에스테르 섬유의 표면을 굴절율이 낮은 화합물로 피복하여 심색 염색성을 개선하는 방법이 제안되어 있다. 당해 공보에는 이러한 유형의 화합물의 예로서 유기 불소 화합물 및 유기 규소 화합물이 기재되어 있다.
일본 특허공보 제20304/l987호 및 제28229/1987호에는, 피치(pitch)가 광 파장보다 작은 미세한 요철을 폴리에스테르 섬유의 표면 위에 형성시켜 섬유 표면에 대한 빛의 반사 및 산란을 억제하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 섬유를 굴절율이 낮은 화합물로 피복하는 경우, 피복물은 드라이 클리닝에 대한 내구성이 불량하며, 또한 심색 염색성이 충분히 달성되더라도 염색물의 태깔(hand), 염색 견뢰도 및 광 견뢰도가 불량해지는 새로운 결함이 발생한다.
섬유 표면에 미세한 요철을 형성시키는 방법으로는 후가공 공정 동안에 요철이 손상되어 섬유 표면의 광 반사 및 산란을 억제하는 효과가 저하되며, 착용시의 마모 등의 영향으로 외관이 불량해지는 경우도 있다.
또한, 폴리에스테르 섬유의 이용방법으로서 고수축사가 있다. 이러한 고수축사의 이용방법은 다음과 같다:
(1) 고수축사와 저수축사를 혼합하고, 이로부터 제조된 직물을 열처리하여 섬유 길이의 차이에 의해 벌키 촉감을 갖게 하는 방법,
(2) 섬도가 큰 고수축사를 섬도가 작은 저수축사와 혼합하고, 이로부터 제조된 직물을 열처리하여 섬유 길이의 차이가 생기게 함으로써, 직물 표면 위에 위치하는 미세 섬유로 표면의 감촉을 부드럽게 하고 직물의 코어에 위치하는 조악한 섬유로 하리(Hari)와 코시(Koshi)를 갖게 하는 방법,
(3) 고수축사를 파일 직물이나 입모 제품의 지사(地絲, ground yarn)로서 사용하여 루프(loop) 또는 모우(毛羽, fluff)의 밀도를 증가시키는 이용방법.
(4) 고수축성 중합체를 복합섬유의 한 성분으로서 사용하여, 이를 잠재 권축사로 하는 이용방법,
(5) 고수축사를 일체 성형 및 3차원 성형 등에 사용하는 방법
고수축성 섬유는 원료 폴리에스테르의 중합시 이소프탈산을 테레프탈산과 중합시킴으로써 이의 산 성분을 변성시켜 제조한다. 이는, 산 성분을 변성시키는 방법이 중합공정에서 에틸렌 글리콜 성분의 분리, 회수시 가장 유리하기 때문인 것으로 여겨진다. 그러나, 높은 공중합비를 필요로 하는 이러한 산 성분 변성방법은 폴리에스테르 고유의 우수한 특성을 악화시키는 단점이 있다.
최근에는, 산 성분을 변성시키는 방법 뿐만 아니라 글리콜 성분을 변성시키는 방법이 실시되고 있다. 이러한 공정으로 수득한 생성물 중에서, 가장 흔한 폴리에스테르는 비스페놀 A의 알킬렌 옥사이드 부가물을 공중합시킨 폴리에스테르와 비스페놀 A의 알킬렌 옥사이드 부가물 및 이소프탈산을 공중합시킨 폴리에스테르이다. 이러한 폴리에스테르는 산 성분만을 변성시킨 것에 비하여 공중합 비율은 낮으면서 수축성은 더 크다. 따라서, 당해 방법은 폴리에스테르 고유의 우수한 특성은 유지하면서 높은 수축율과 수축 응력을 수득하는 데 효과적이다.
그러나, 비스페놀 A의 알킬렌 옥사이드 부가물을 공중합시킨 폴리에스테르는 광 견뢰도와 염색 견뢰도가 매우 불량하다는 결점이 있다.
고수축성 폴리에스테르 섬유를 수득하기 위한 또 다른 방법은, 폴리에스테르 섬유를 저온에서 열연신시킴으로써 폴리에스테르의 결정화도를 저하시키는 단계를 포함한다. 당해 방법으로는 고수축성 폴리에스테르 섬유를 분명히 수득할 수 있지만, 건열 수축시의 응력이 저하되어 열 수축 응력이 작은 섬유밖에 수득되지 않는다. 그 결과, 저수축성 섬유를 고수축성 섬유와 혼합시킨 혼합 필라멘트사를 이용하는 직물 또는 편물에는 고수축 효과가 나타나지 않는다.
본 발명자들은 염색성과 심색 염색성이 우수할 뿐 아니라 수축성과 수축 응력이 우수한 섬유를 수득하기 위해 집중적인 연구를 해왔다. 그 결과, 특정 화학 구조를 갖는 화합물 특정량을 폴리에스테르에 공중합시킴으로써 염색성, 심색 염색성 및 수축 특성이 충분한 섬유를 제공할 수 있음을 알아내었다.
상기 특정 화학 구조를 갖는 화합물을 50 내지 100몰% 공중합시킨 폴리에스테르가 문헌[참조: US DEFENSIVE PUBLICATION T896033]에 기재되어 있지만, 이러한 폴리에스테르는 섬유로 전환시키기가 어렵다.
본 발명은, 특정 화학 구조를 갖는 화합물을 특정량 공중합시킨 코폴리에스테르가 염색성, 심색 염색성이 우수하며 고수축성과 고수축 응력 특성을 가질 뿐만 아니라 광 견뢰도와 염색 견뢰도가 우수한 섬유로 전환될 수 있다는 발견을 토대로 한다.
본 발명의 목적은 염색성, 심색 염색성이 우수하고 고수축성 및 고수축 응력 특성을 가질 뿐만 아니라 광 견뢰도와 염색 견뢰도가 우수한 폴리에스테르 섬유 또는 필라멘트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 폴리에스테르 필라멘트를 포함하는 혼합 필라멘트사 또는 시드-코어 가공사를 제공하는 데 있다.
본 발명의 추가의 목적은 이러한 폴리에스테르 섬유를 구성하는 폴리에스테르로 이루어진 스테이플 섬유를 한 성분으로서 포함하는 혼합 방적사를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 폴리에스테르 섬유를 구성하는 폴리에스테르를 한 성분으로서 포함하는 복합섬유를 제공하는 데 있다.
발명의 개시
본 발명은 다음 일반식(1)의 화합물을 공중합 성분으로서 2 내지 20몰% 함유하는 폴리에스테르[이하, PES(I)이라고 함]를 포함하는 폴리에스테르 섬유[이하,"PES 섬유(II)" 또는 "PES 필라멘트(II)"라고 함]를 제공한다.
상기식에서,
R1내지 R10은 각각 에스테르 형성성 관능성 그룹, 수소원자 및 알킬 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내며, 단 R1내지 R10중의 1개 또는 2개는 에스테르 형성성 관능성 그룹이고,
X는 0 또는 1이며,
y는 조건 1 ≤ x + y ≤ 3을 충족시키는 정수이다.
본 발명은 PES(I)을 포함하는 복합섬유를 추가로 제공한다.
또한, 본 발명은 PES 필라멘트(II)를 포함하는 이수축성 혼합 필라멘트사를 추가로 제공한다.
또한, 본 발명은 PES 필라멘트(II)를 포함하는 시드-코어 가공사를 추가로 제공한다.
또한, 본 발명은 PES(I)을 포함하는 스테이플 섬유를 포함하는 혼합 방적사를 추가로 제공한다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
PES 섬유(II)를 구성하는 PES(I)에 함유되는 일반식(1)의 화합물에 있어서, 에스테르 형성성 관능성 그룹으로서는 하이드록시 그룹, 하이드록시알킬 그룹, 카복실 그룹 및 이들의 에스테르 형성성 유도체를 들 수 있다. 하이드록시알킬 그룹을 구성하는 알킬 그룹에 대한 한정은 없지만, 하이드록시메틸 그룹, 하이드록시에틸 그룹, 하이드록시프로필 그룹, 하이드록시부틸 그룹 등의 측쇄 알킬 그룹을 포함하는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이 바람직하다. 또한, 카복실 그룹의 에스테르 형성성 유도체로서는 카복시메틸 그룹, 카복시에틸 그룹, 카복시프로필 그룹, 카복시부틸 그룹 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬을 갖는 카복시알킬 그룹이 바람직하다.
그리고, 이 화합물은 에스테르 형성성 관능성 그룹을 1개 또는 2개 함유해야 한다. 생성된 폴리에스테르 섬유의 높은 수축 특성과 높은 중합도의 견지에서, 이 화합물을 폴리에스테르 분자 쇄에 공중합시키는 것이 바람직하기 때문에, 이 화합물은 에스테르 형성성 관능성 그룹을 2개 갖는 것이 바람직하다. 2개의 관능성 그룹은 동일하거나 상이할 수 있다.
화합물에 있어서, 에스테르 형성성 관능성 그룹이 결합하고 있지 않는 탄소원자에는 수소원자 또는 알킬 그룹이 결합되어 있는데, 중합성을 손상시키지 않는 점에서 에스테르 형성성 관능성 그룹이 결합하고 있지 않는 탄소원자에는 수소원자가 결합되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 알킬 그룹으로서는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 등의 탄소수 1 내지 5의 알킬 그룹을 들 수 있으며, 이들 그룹은 측쇄일 수도 있다.
이러한 화합물로서 노르보르난-2,3-디메탄올, 노르보르난-2,3-디에탄올, 노르보르난-2,3-디카복실산, 노르보르난-2,3-디카복실산 디메틸 에스테르, 노르보르난-2,3-디카복실산 디에틸 에스테르, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디메탄올, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디에탄올, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디카복실산, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디카복실산 디메틸 에스테르, 트리사이클로데칸디메탄올, 트리사이클로데칸디에탄올, 트리사이클로데칸디카복실산, 트리사이클로데칸디카복실산 디메틸 에스테르 및 트리사이클로데칸디카복실산 디에틸 에스테르를 들 수 있으며, 이들 화합물에 있어서 에스테르 형성성 관능성 그룹이 결합하고 있지 않는 탄소원자에 알킬 그룹이 결합된 화합물도 들 수 있다. 또한, 알킬 그룹 이외의 화합물로서 기타 치환체(예: 설포닐 그룹)가 결합되어 있는 화합물도 본 발명에 포함된다. 이들 화합물 중에서, 중합성, 제사성(製絲性), 섬유 강도 및 수축 특성의 점에서 노르보르난-2,3-디메탄올, 노르보르난-2,3-카복실산, 노르보르난-2,3-디카복실산 디메틸 에스테르, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디메탄올, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디카복실산, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디카복실산 디메틸 에스테르, 트리사이클로데칸디메탄올, 트리사이클로데칸디에탄올, 트리사이클로데칸디카복실산 및 트리사이클로데칸디카복실산 디메틸 에스테르가 바람직하다. 중합성의 측면에서, 노르보르난-2,3-디메탄올, 노르보르난-2,3-디카복실산, 노르보르난-2,3-디카복실산 디메틸 에스테르, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디메탄올, 퍼하이드로디메타노나프탈렌디카복실산 및 퍼하이드로디메타노나프탈렌디카복실산 디메틸 에스테르는 2개의 에스테르 형성성 관능성 그룹이 트랜스 위치에 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 폴리에스테르는 테레프탈산을 주요 디카복실산 성분으로 하며, 에틸렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜 및 테트라메틸렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 알킬렌 글리콜을 주요 글리콜 성분으로 하는 폴리에스테르이다. 또한, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 일반식(1)의 화합물 이외에 제3 성분을 추가로 공중합시킬 수 있다.
이러한 제3 성분으로서는 방향족 디카복실산(예: 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카복실산, 비페닐디카복실산, 4,4'-디페닐에테르 디카복실산, 4,4'-디페닐메탄디카복실산, 4,4'-디페닐설폰디카복실산, 4,4'-디페닐이소프로필리덴디카복실산, 1,2-디페녹시에탄-4',4"-디카복실산, 안트라센디카복실산, 2,5-피리딘디카복실산, 디페녹시케톤디카복실산, 나트륨 5-설포이소프탈레이트, 나트륨 디메틸-5-설포이소프탈레이트 및 5-테트라부틸포스포늄 설포이소프탈산), 지방족 디카복실산(예: 말론산, 석신산, 아디프산, 아젤라산 및 세박산), 지환족 디카복실산(예: 데칼린디카복실산 및 사이클로헥산디카복실산), 하이드록시카복실산(예: β-하이드록시에톡시벤조산, p-옥시벤조산, 하이드록시프로피온산 및 하이드록시아크릴산), 위에 열거한 에스테르 형성성 유도체로부터 유도된 카복실산, 지방족 락톤(예: ε-카프로락톤), 지방족 디올(예: 헥사메틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜), 방향족 디올(예: 하이드로퀴논, 카테콜, 나프탈렌 디올, 레조르신, 비스페놀 A, 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물, 비스페놀 S 및 비스페놀 S 에틸렌 옥사이드 부가물) 및 지방족 디올(예: 사이클로헥산디메탄올)을 들 수 있다. 이러한 제3 성분은 단독으로 공중합되거나 둘 이상이 함께 공중합된다.
본 발명에서 사용하는 PES(I)은 폴리에스테르가 사실상 선형인 범위 내에서 다관능성 카복실산(예: 트리멜리트산, 트리메스산, 피로멜리트산 또는 트리카발릴산) 또는 다가 알콜(예: 글리세린, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판 또는 펜타에리트리톨)과 추가로 공중합될 수 있다.
일반식(1)의 화합물의 함유량은, 폴리에스테르를 구성하는 디카복실산 성분을 기준으로 하여, 2 내지 20몰%, 바람직하게는 3 내지 18몰%의 범위이다. 함유량이 2몰% 미만인 경우, 폴리에스테르의 결정화도가 저하되어 섬유 수축률의 상승이 불충분하기 때문에, 소기(所期)의 목적하는 고수축성 섬유가 수득되지 않는다. 한편, 함량이 20몰%를 초과하는 경우, 폴리에스테르의 중합성이 저하되는 동시에, 결정화도가 낮은 폴리에스테르가 수득되게 된다. 이 경우 비록 만족할만한 결정화도를 갖는 폴리에스테르가 수득된다 하더라도 폴리에스테르의 융점이 낮아져서 폴리에스테르 섬유에 요구되는 내열성을 만족시키지는 못하게 된다.
화합물의 함유량이 증가할수록 폴리에스테르의 결정화도와 융점이 저하되지만, 폴리에스테르 섬유의 수축율은 상승하는 경향이 있으므로, 섬유의 각종 용도에 요구되는 내열성, 수축 특성 및 염색성 등을 고려하여 본 발명의 범위 내에서 함유량을 변화시킬 수 있다.
본 발명에서 사용하는 폴리에스테르는 통상적인 방법으로 중합시킬 수 있다. 예를 들면, 테레프탈산과 알킬렌 글리콜을 직접 에스테르화하거나, 테레프탈산의 저급 알킬 에스테르(예: 디메틸 테레프탈레이트)와 알킬렌 글리콜을 트랜스에스테르화하거나, 테레프탈산과 알킬렌 옥사이드를 반응시켜, 테레프탈산의 알킬렌 글리콜 에스테르 및/또는 이의 올리고머를 형성하는 제1 단계와 제1 단계 반응에서 수득한 반응 생성물을 감압하에 230 내지 300℃의 온도에서 삼산화안티몬, 산화게르마늄 또는 테트라알콕시에탄 등의 중합 촉매를 사용하여 목적하는 중합도를 갖도록 중축합시키는 제2 단계를 포함하는 공정을 사용할 수 있다. 이때, 일반식(1)의 화합물의 소정량을 중축합 반응이 종료될 때까지 임의의 단계, 예를 들면, 폴리에스테르용 출발물질에 첨가하거나 트랜스에스테르화 반응 후와 중축합 반응 전에 첨가할 수 있다.
또한, 폴리에스테르의 중합도를 증가시키기 위해, 우선 액상으로 중합을 수행하고, 이어서 고상 중합을 수행할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 PES(I)는 고유점도(페놀/테트라클로로에탄의 50/50(w/w) 혼합 용매를 사용하여 30℃에서 측정)가 0.4 내지 1.5의 범위인 것이 바람직하다. PES(I)의 고유점도가 0.4 미만인 경우, 생성된 섬유의 강도와 수축 특성이 너무 불충분해져서 본 발명의 목적을 성취할 수 없다. 한편, PES(I)의 고유점도가 1.5를 초과하는 경우, 폴리에스테르의 용융점도가 너무 높아져서 방사, 연신 등의 제사성이 악화되어 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용하는 PES(I)에는, 필요에 따라, 산화방지제, UV 흡수제, 형광증백제, 염소제(delustering agent), 대전방지제, 난연제, 난연 보조제, 윤활제, 착색제, 가소제, 무기 충전제 등의 첨가제가 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 혼입될 수 있다.
본 발명의 PES 섬유(II)는 일반적인 용융방사법으로 용이하게 섬유화할 수있다. 수득된 방사 원사(as-spun filament)는 일반적인 방법, 즉 통상적인 폴리에스테르 섬유에 일반적으로 사용되는 연신조건하에서 연신할 수 있다. 따라서, 방사 원사는 뜨거운 롤을 통해 예열되고, 귄취 롤의 속도에 따르는 연신 배율로 열연신된다. 대신에, 열연신되는 방사와 직결되는 방사 연신법을 사용할 수 있다.
PES 섬유(II)의 횡단면은 환형, 3엽형 내지 8엽형 등의 다엽형(多葉形), T형, V형, 편평형 또는 사각형 등의 이형(異形)의 임의의 단면 형상일 수 있다. PES 섬유(II)는 반드시 중실섬유(中實纖維)일 필요는 없지만, 중공 섬유 또는 다공질 섬유일 수 있다. PES 섬유(II)의 굵기(섬도)에는 특별한 제한이 없으며, 목적하는 용도에 따라 임의의 섬도를 가질 수 있다. 또한, PES 섬유(II)는 섬유 축을 따라 균일한 섬도를 가질 수 있다.
PES 섬유(II)는 필라멘트사의 형태 뿐만 아니라 스테이플 섬유의 형태로 사용할 수 있다.
이렇게 하여 수득한 PES 섬유(II)는 다음 조건(2)를 만족시키는 복굴절율n을 갖는다.
상기식에서,
A는 일반식(1)의 화합물의 함유량(몰%)이다.
위의 범위 내에 있는 복굴절율n의 값으로 인해 염색되는 폴리에스테르 섬유는 염색성과 심색 염색성이 우수하다.
일반식(1)의 화합물을 폴리에스테르의 분자 쇄에 혼입시킴으로써 당해 화합물의 지환족 구조가 분자 쇄에 대하여 측쇄로서 위치한다. 이러한 배위로 인해, 소량의 화합물로도 비결정성이 증가하며, 2차 전이온도의 저하가 억제되고, 열에 의해 수축되는 경우, 생성된 섬유의 이완을 생성시키는 응력을 축적시킬 수 있다. 그 결과, 섬유는 고수축성으로 되는 동시에 내열성, 염색 견뢰도 및 광 견뢰도가 우수해진다. 본 명세서에서 광 견뢰도는 탄소 아크 광에 대한 견지에서 표현할 수 있으며, 위의 PES 섬유(II)는 4등급 이상으로 매겨진다. 섬유에 사용되는 염색 조건에는 제한이 없으며, 모든 분산염료, 양이온성 염료 및 산성 염료가 옅은 색상으로부터 짙은 색상까지 특정 색상을 제공하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 PES 섬유(II)는 연신조건을 적절하게 조절함으로써 고수축율 뿐만 아니라 고수축 응력도 제공할 수 있다.
일반적으로, 고수축성 섬유는 수축 응력이 낮다. 그러나, 본 발명의 폴리에스테르 섬유는, 이를 특정 조건하에 연신시키면, 수축율과 수축 응력이 둘 다 높아진다.
즉, 통상적인 용융방사법으로 제조한 폴리에스테르 방사 원사는 권취한 후에 또는 직접 열연신시킨다. 방사 원사는 연신영역에 공급되기 전에 약 75 내지 95℃의 온도 범위의 뜨거운 톨로 예열하는 것이 바람직하다. 이어서, 예열된 필라멘트를 150℃ 미만, 바람직하게는 140℃ 미만의 온도에서 최대 파단 연신 배율의 0.68배 이상, 바람직하게는 0.7배 이상의 연신 배율로 연신시킨다. 연신온도가 150℃를 초과하는 경우, 생성된 필라멘트의 수축율은 저하된다. 연신 배율이 최대 연신 배율의 0.68배 미만인 경우, 생성된 필라멘트는 열수축 응력이 불충분하고 잔류 신도가 지나치게 커서 의류로 형성시키기 힘들다.
이렇게 하여 수득한 연신 폴리에스테르 필라멘트(이하, "연신 PES 섬유(III)" 또는 "연신 PES 필라멘트(III)"라고 한다)는 수축율과 수축 응력이 높은데, 즉 180℃에서의 건열 수축율이 적어도 20%이고 건열 최대 수축 응력이 적어도 250mg/d인 동시에 98℃에서의 습열 수축율이 적어도 15%이다. 건열 수축율, 건열 최대 수축 응력 및 습열 수축율에 대한 위의 세 가지 조건을 동시에 총족시키는 필라멘트는 시드-코어 가공사의 코어사(core yarn)로서 사용하거나, 본 명세서에서 이후에 설명하는 이수축성 혼합 필라멘트의 성분으로서 사용하는 경우, 태깔이 우수한 직물 또는 편직물을 제공한다. 후처리된 후에, 이들 직물에는 적절한 하리, 코시 및 벌크성이 제공된다.
건열 수축율이 20% 미만인 연신 PES 필라멘트(III)가 이후에서 설명하는 시 드-코어 가공사의 코어 필라멘트로서 사용되는 경우, 이로부터 제조한 직물 또는 편직물은 연신 PES 필라멘트(III)의 불충분한 수축율로 인해 벌크 특성이 불충분해진다. 건열 수축율의 상한에는 제한이 없지만, 섬유 특성의 악화라는 견지에서 80%미만이 바람직하고, 20 내지 75%의 범위가 보다 바람직하다.
98℃에서의 습열 수축율이 15% 미만인 연신 PES 필라멘트(III)의 경우, 건열 수축율과 습열 수축율의 차이가 너무 크다. 이러한 필라멘트를 사용하는 직물 또는 편직물은 치수 안정성과 치수 균일성이 불량한 경향이 있는데, 이는 연신 PES 필라멘트(III)가 가공 도중에, 예를 들면, 열수 처리, 염색 등의 습열 처리 후에 열고정과 같은 건열 처리 도중에 지나치게 많이 수축되기 때문이다. 습열 수축율의 상한에는 특별한 제한이 없지만, 물리적 특성, 특히 가공된 직물 또는 편직물의 물리적 특성, 특히 와해 경향의 견지에서 75% 미만, 보다 바람직하게는 15 내지 70%가 바람직하다. 건열 수축율과 습열 수축율의 차이에는 제한이 없지만, 위에서 기술한 바와 같이 동일한 이유로 인해 1 내지 30%의 범위가 바람직하다.
섬유, 직물 또는 편직물의 수축 용이성은 억제 조건하에 직물을 구성하는 섬유의 수축 응력에 따라 좌우된다. 섬유의 수축 응력이 커질수록 억제 조건하에서 조차 수축이 보다 용이하게 발생된다. 건열 최대 수축 응력이 적어도 250mg/d인 섬유는 억제 조건하에서도 충분히 수축될 수 있다.
연신 PES 필라멘트(III)은 이수축성 혼합 필라멘트사와 시드-코어 가공사에 사용할 수 있다.
우선, 이수축성 혼합 필라멘트사로의 적용을 기술한다.
수축성이 상이한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트들을 포함하는 통상적인 이수축성 혼합 필라멘트사는 부드러운 감촉과 드레이프성을 갖는 직물과 실크형 편직물의 제조에 사용되며, 주로 여성용 의류 및 브라우스용으로 사용된다. 이들 혼합 필라멘트사는 비등수 수축율이 상이한 연신사를 혼합하거나, 동일한 물리적 특성을 갖는 미연신사를 상이한 가열조건하에 연신시킨 다음, 혼합하여 제조할 수 있다. 그러나, 비등수 수축율이 상이한 필라멘트를 단순히 혼합하는 이러한 공정에서는, 원래의 수축성 차이는 제직 또는 편직시 열이력(熱履歷)이 종결되면서 저하된다. 게다가, 생성된 직물 또는 편직물은, 억제 조건하의 열수축성 차이로 인해 축적된 응력이 작기 때문에, 태깔이 불량하다.
이러한 통상적인 이수축성 혼합 필라멘트사에 있어서, 연신 PES 필라멘트(III)를 고수축성 필라멘트로서 사용하는 경우, 위의 문제들은 해결되며, 추가로 광 견뢰도가 우수하다는 실제적인 이점을 수득할 수 있다.
본 발명에 따르는 이수축성 혼합 필라멘트사는 위의 연신 PES 필라멘트(III)인 고수축성 필라멘트 그룹과 연신 PES 필라멘트(III)에 비해 수축율이 작은 저수축성 필라멘트 그룹을 포함하며, 이들 두 그룹은 혼섬교락되거나 혼방에 의해 혼합 방사된다. 고수축성 필라멘트 그룹의 98℃에서의 습열 수축율(이하, 간단하게 "습열 수축율"이라고 함)과 저수축성 필라멘트 그룹의 98℃에서의 습열 수축율과의 차이는 8% 이상인 것이 바람직하다. 습열 수축율 차이가 8% 미만인 경우, 혼합사를 포함하는 직물 또는 편직물은 충분한 열수축 거동을 거의 나타내지 않는다. 즉, 직물 또는 편직물을 제조한 후, 고수축성 필라멘트가 코어 부분에 위치하고 저수축성 필라멘트가 시드 부분에 위치하는 특정한 구조를 형성시키기 위해서는, 측정한 바와 같은 습열 수축율의 차이만을 기준으로 하는 것으로는 충분하지 않다. 고수축성 필라멘트와 저수축성 필라멘트와의 습열 수축율 차이 뿐만 아니라 고수축성 필라멘트의 최대 건열 수축 응력에 의해 발생하는 상승효과는 후처리 공정 동안에 직물 또는 편직물의 충분한 열수축 거동을 실현할 수 있으며, 이로써 하리, 코시 및 벌키 감촉을 포함하는 우수한 태깔을 수득할 수 있다.
후처리 공정 동안 직물 또는 편직물에 대해 충분한 열수축 거동을 성취하기 위해서는, 고수축성 필라멘트와 저수축성 필라멘트와의 습열 수축율의 차이가 8 내지 60%, 바람직하게는 10 내지 55%의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 이러한 이수축성 혼합 필라멘트사는 자체적으로 습열 수축율이 10 내지 55%, 특히 10 내지 50%인 것이 바람직하다. 혼합 필사멘트사의 습열 수축율이 10% 미만인 경우, 가공된 직물 또는 편직물은 하리, 코시 및 벌키 감촉 등의 태깔이 불충분하다. 한편, 습열 수축율이 55%를 초과하는 경우, 혼합 필라멘트사는 열 안정성이 불량해진다.
혼합 필라멘트사의 고수축성 필라멘트 그룹을 구성하는 필라멘트, 즉 연신 PES 필라멘트(III)는 섬도가 1 내지 10d이고, 저수축성 필라멘트 그룹은 섬도가 5d 이하인 것이 바람직하며, 고수축성 필라멘트 그룹과 저수축성 필라멘트 그룹의 중량비는, 생성된 직물 또는 편직물의 우수한 태깔을 수득하기 위해서는, 2:1 내지 1:5의 범위인 것이 바람직하다. 저수축성 필라멘트 그룹을 구성하는 중합체의 종류에는 특정한 제한이 없고, 습열 수축율이 연신 PES 필라멘트(III)보다 8% 이상 작은 폴리에스테르, 레이욘, 폴리아미드 및 유사 필라멘트 중의 하나를 사용할 수 있다.
혼합 필라멘트사에 있어서, 연신 PES 필라멘트(III)과 저수축성 필라멘트 사이의 필라멘트 길이의 차이는 4% 이상인 것이 바람직하다. 이 차이가 4% 미만인 경우, 혼합 필라멘트사를 사용하는 직물 또는 편직물은 벌키 감촉, 부드러운 감촉 등의 우수한 태깔이 결여된다. 이러한 차이는, 상한은 특별이 제한되지 않지만, 30% 이하가 바람직하며, 목적하는 용도에 따라 조정할 수 있다.
혼합 필라멘트사는 통상적인 혼방, 혼연신, 에어 제트 교락 또는 유사 공정으로 제조할 수 있으며, 가공, 제직 또는 편직하는 동안 사의 통과 안전성을 수득하기 위해, 추가로 인터레이싱 또는 타슬란 가공(Taslan texturing) 등의 공기 교락처리를 실시할 수 있다. 혼합 필라멘트사는 루프 또는 모우(fluff)를 가질 수 있다.
이어서, 시드-코어 가공사에 대한 연신 PES 필라멘트(III)의 적용을 설명한다.
연신 PES 필라멘트(III)를 시드-코어 가공사의 코어 부분으로서 사용함으로써 유연하며 태깔이 우수한 "스펀 라이크(spun like)" 가공사를 수득할 수 있다. 이러한 유형의 시드-코어 가공사는, 가연에 의한 우수한 벌키감을 가지고 가연 후의 우수한 해사성(unwindability)을 수득하기 위해, 공기 교락에 의한 사 사이의 교락이 사의 길이방향으로 특정 간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 코어 필라멘트와 시드 필라멘트를 함께 집속시켜 유연하고 태깔이 우수한 가공사를 수득한다. 공기 교락은 의도하는 목적에 따라 가연가공 전이나 후에 적용할 수 있다. 가연가공은 저융점 필라멘트의 융점보다 낮은 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 가연수(twisting number) T는 통상적인 폴리에스테르 가공사의 가연수와 동일할 수 있으며, 다음 일반식으로 측정되는 범위가 바람직하다.
상기식에서,
T0는 1200 이상 2800 이하이고,
k는 0 9 이상 1.4 이하이며,
R1은 공급사에 대한 공급 롤의 속도이고,
R2는 공급사에 대한 운반 롤의 속도이며,
r은 벌키사 제조용으로 일반적으로 사용되는 R1과 R2와의 속도비이고,
D는 공급사의 섬도(d)이다.
시드사와 코어사의 섬도는 의도하는 용도에 따라 선택할 수 있지만, 일반적으로, 시드사의 섬도는 코어사의 섬도보다 크거나 동일한 것이 바람직하다. 사용되는 시드사는 폴리에스테르를 포함하는 것이 바람직하며, 당해 폴리에스테르는 변성된 것일 수도 있다. 또한, 폴리에스테르 및 폴리아미드를 포함하는 복합섬유를 이러한 목적에 사용할 수 있다.
본 발명의 PES(I)은 복합섬유 및 혼합 방적사의 제조에 사용할 수 있다.
우선, 복합섬유의 용도에 대하여 설명한다.
PES(I)은 기타의 섬유 형성성 중합체와 복합되어 복합섬유로 형성된 다음, 위에서 기술한 바와 같은 연신 조건하에 연신된다. 이어서, 생성된 섬유는 복합섬유의 형태에 따라 2성분의 수축율 차이로 인한 자기 권축성(self-crimpability)이 발현되거나, PES(I)의 고수축성으로 인한 기타의 섬유 형성성 중합체에 의해 형성된 섬유 표면 위에 미세한 주름이 발현되거나, 수축율의 큰 차이로 인해 효율적인 박리가 발현된다. 따라서, 복합섬유는 탄성, 하리, 코시, 벌크성, 미끄럼 특성, 가요성 및 유연함이 우수한 천연섬유와 유사한 우수한 특징을 갖는 직물을 제공할 수있다.
복합 형태의 예는 사이드-바이-사이드 형태(side-by-side type), 시드-코어 형태, 편심 시드-코어 형태, 다층 적층 형태 및 방사상 형태이다. 이들 형태 중의 특정한 한 가지를 의도하는 목적에 따라 적합하게 선택할 수 있으며, 이때 PES(I)은 고수축성을 나타낼 수 있다.
통상적인 권축성 복합섬유는 사이드-바이-사이드 형태 또는 편심 시드-코어 형태이며, 중합도가 상이한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 성분, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 성분, 이소프탈산과 비스페놀 A의 폴리에틸렌 옥사이드 부가물을 함께 공중합시킨 폴리에스테르 성분, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 성분 및 유사 배합물을 포함한다. 그러나, 이러한 통상적인 복합섬유는 수축 특성이 불충분하거나, 이들이 충분한 수축성을 갖는다해도 광 견뢰도가 불충분하다. PES(I) 및 기타의 섬유 형성성 중합체를 포함하는 복합섬유는 불충분한 염색 견뢰도 문제를 해결하며 충분한 수축 특성을 갖는다. 이들 복합섬유를 포함하는 부직포는 수축 특성이 우수하므로, 유용하다.
혼합 방적사에 대한 적용을 다음에서 설명한다.
연신 PES 섬유(III)와 기타의 합성 섬유 및/또는 천연섬유의 스테이플 섬유는 통상적인 공정으로 혼합방사하여 혼합 방적사로 한다. 혼합 방적사를 포함하는 직물 또는 편직물을 열처리하면 벌키감이 우수해지는데, 이는 연신 PES 섬유(III)의 스테이플이 직물 또는 편직물의 억제 인자하에서도 충분하게 수축되기 때문이다. 또한, 이들 직물 또는 편직물은 기존의 제품에 비해 광 견뢰도가 우수하므로,실용성이 대단히 우수한 것이다.
이러한 목적에 사용되는 연신 PES 섬유(III)와 기타의 합성 및/또는 천연섬유의 섬도, 절단 길이, 가연수 및 혼방율에 특별한 한정은 없고, 이들 인자는 목적하는 용도에 따라 적절하게 조정할 수 있다.
PES(I), PES 섬유(II) 및 연신 PES 섬유(III)을 사용하는 복합섬유, 혼합 필라멘트사, 시드-코어 가공사 및 혼합 방적사가 기재되어 있지만, 본 발명은 이들 중합체 및 섬유를 사용하는 직물 및 편직물도 포함한다.
이러한 직물의 예는 연신 PES 섬유(III)를 지사 또는 파일사로서 사용하는 직물, 편직물, 부직포 및 파일 직물이다. 이들 직물은 연신 PES 섬유(III), 복합 섬유, 혼합 필라멘트사, 혼합 방적사 또는 시드-코어 가공사를 20중량% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상의 함량으로 함유하는 것이 바람직하다. 함량이 20중량% 미만인 경우, 본 발명의 섬유는 제직 또는 편직 구조의 억제인자하에서 단지 불충분하게 수축하여 바람직한 생성물을 제공하지 못한다. 바람직한 생성물이 수득된다 할지라도, 하리, 코시, 탄성 또는 벌크성이 불충분하거나 치수 안정성이 불량하여 신장력하에 신장되거나 와해될 것이다.
고수축성 섬유를 함유하는 직물은 불량한 태깔과 불충분한 광 견뢰도와 같은, 유사한 구조의 통상적인 직물이 갖는 문제점을 갖지 않는다. 수축성 섬유를 함유하는 파일 직물은 고밀도와 고벌크성을 제공할 수 있다.
다음 실시예를 참조하여 본 발명을 추가로 상세하게 설명한다.
다음의 실시예, 비교실시예 및 참조실시예에 있어서, 각종 물성은 다음의 방법에 따라 측정한다.
[일반식(1)의 화합물의 함유량(몰%)]
중수소화 트리플루오로아세트산을 용매로 하여 폴리에스테르 샘플에 대한1H-NMR 분광계의 측정 결과로부터 계산한다.
[폴리에스테르의 고유점도(dl/g)]
1/1(w/w)의 페놀/테트라클로로에탄의 혼합 용매를 사용하여 30℃에서 측정한다.
[융점(℃), 유리전이온도(℃) 및 결정화도(J/g)]
시차 주사 열량계[퍼킨-엘머 인코포레이티드(Perkin-Elmer Inc.)에서 제조한 메틀러(Mettler) TA 3000형]를 사용한다. 장치 속의 공기를 질소로 대체하면서, 샘플 10mg을 10℃/min의 승온 속도 및 강온 속도에서 시험하고, 동일한 샘플로 이 과정을 2회 수행하고, 두번째 측정에서 수득한 데이타를 실측치로서 취한다. 개별적으로, 샘플을 열처리하여 충분히 결정화시킨 다음, 동일한 장치로 시험하여 결정 용융열(J/g)을 수득하는데, 이를 결정화도 지수로서 취한다.
[폴리에스테르 섬유의 복굴절율]
나트륨 증기 광원을 사용하여, 베렉 보상자(Berek compensator)가 광로 속으로 삽입된 편광 현미경하에 α-브로모나프탈렌 속에서 측정한다.
[폴리에스테르 섬유의 건열 수축율(Drs, %)]
필라멘트 시험편을 초기 하중 1mg/d하에 50cm 길이에 대해 표시한다(이하, "데니어"는 종종 "d"라고 함). 시험편을 180℃에서 건열 대기 속에서 5mg/d의 하중하에 10분 동안 정치시킨 다음, 1mg/d의 하중하에 표시된 부분 사이의 거리 Lcm를 측정한다. 건열 수축율은 다음과 같이 계산한다:
[폴리에스테르 섬유의 건열 수축 응력(mg/d)]
시험 필라멘트 샘플 20cm를 인장 시험기(오토그래프)에 장착시키고, 초기 하중 50mg/d를 적용한 다음, 1℃/min의 온도 상승율로 가열한다. 이러한 가열 동안에 발현된 수축력을 측정한다.
[폴리에스테르 섬유의 습열 수축율(Wsr,%)]
필라멘트 시험편을 초기 하중 1mg/d하에 50cm 길이에 대해 표시한다. 이어서, 시험편을 5mg/d의 하중하에 30분 동안 98℃에서 뜨거운 물 속에 침지시킨다. 시험편을 뜨거운 물로부터 꺼낸 다음, 표시된 부분 사이의 거리 L'cm를 측정한다. 습열 수축율은 다음과 같이 계산한다.
[혼합 필라멘트사의 습열 수축율(Wsr',%)]
폴리에스테르 섬유의 습열 수축율에 대해 위의 방법과 동일한 방법으로 측정한다.
[혼합 필라멘트사를 구성하는 필라멘트 그룹 사이의 습열 수축율 차이(W, %)]
혼합 필라멘트사 샘플은 이를 구성하는 필라멘트 그룹으로 분리시킨 다음, 각각에 대한 습열 수축율을 위의 방법에 따라 시험한다. 수득한 값 사이의 차이를계산한다.
[혼합 필라멘트사를 구성하는 필라멘트 그룹의 섬유 길이 차이(ℓ,%)]
혼합 필라멘트사 샘플을 50cm 길이에 대해 표시한 다음, 구성된 필라멘트 그룹으로 분리시킨다. 그룹들의 거리 ℓ1및 ℓ2를 1mg/d의 하중하에 각각 측정한다. ℓ1과 ℓ2사이의 차이를 측정한다.
[광 견뢰도]
직물 샘플을 다음 조건하에 염색하고, 염색된 샘플의 광 견뢰도를 JIS L0842-1988에 따라 시험한다.
염색
알칼리 환원 세정
[염색된 직물의 심색도(K/S)]
염료 농도 3.0%로 위의 조건하에 염색된 염직물 샘플을 색상 분석기[히타치 리미티드(Hitachi Ltd.)가 제조한 자동 기록식 분광광도계]를 사용하여 분광 반사율(R)에 대해 시험한다. 심색도는 다음의 쿠벨카-문크식(kubelka-Munk formula)으로 구한다. K/S 값이 클수록 심색도가 크다.
상기식에서,
R은 가시광선 영역에서 반사율 곡선에 대해 최대 흡수파장에서의 분광 반사율이다.
[직물의 태깔과 탄성의 측정]
직물 샘플의 벌크성, 부드러운 촉감, 하리, 코시 및 사각거리는감촉(scrooping feeling) 및 탄성으로 나타내는 태깔은 쌍 비교법(pair comparision method)으로 관능평가한다.
참조실시예 A
노르보르난-2,3-디메탄올(표 1에 기재되어 있는 화합물) 4.2몰%와 에틸렌 글리콜 95.8몰%와의 혼합 디올과 테레프탈산으로부터 슬러리를 제조한다(디올과 테레프탈산의 몰 비는 1.2:1이다). 수득된 슬러리를 가압하에(절대압: 2.5kg/㎠) 250℃에서 95%의 전환율로 에스테르화시켜 중합도가 낮은 생성물을 수득한다. 이어서, 촉매로서의 삼산화안티몬 350ppm을 생성물에 가하고, 1torr의 감압(절대압)하에 280℃에서 1.5시간 동안 중축합시켜, 고유점도가 0.70dl/g인 폴리에스테르를 수득한다. 수득한 폴리에스테르를 노즐을 통해 스트랜드로 압출시킨 다음, 절단하여, 직경이 2.8mm이고 길이가 3.2mm인 원주형 칩을 수득한다.
수득한 폴리에스테르 칩을 NMR 분광계로 분석한 결과, 이는 공중합 성분으로서의 노르보르난-2,3-디메탄올을, 전체 디카복실산을 기준으로 하여, 5몰%의 양으로 함유하는 폴리에스테르인 것으로 밝혀졌다. 폴리에스테르 칩의 Tg(유리전이온도)는 78℃이고 Tm(융점)은 241℃이며 결정화 처리 후의 결정 용융열은 36J/g인 것으로 밝혀졌다.
참조실시예 B 내지 Q
표 1에 기재되어 있는 각각의 화합물을 기재되어 있는 함량대로 공중합에 사용하는 것을 제외하고는 참조실시예 A를 반복하여 폴리에스테르 칩들을 수득한다.수득한 폴리에스테르 각각의 Tg, Tm및 결정 용융열을 측정하여 표 1에 기재한다.
참조실시예 a 내지 q
고유점도가 0.70dl/g(참조실시예 a)인 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 표 2 및 표 3에 기재되어 있는 화합물을 공중합량으로 각각 사용하는 것을 제외하고는 참조실시예 A를 반복 수행하여 일련의 폴리에스테르 칩을 수득한다. 각각의 폴리에스테르에 대한 고유점도, Tg, Tm및 결정 용융열을 시험한다. 결과는 표 2 및 표 3에 기재되어 있다.
실시예 1
참조실시예 A에서 수득한 폴리에스테르 칩을 압출기에서 용융시키고, 직경이 0.25mm인 구멍이 24개 있는 방사구금을 통해 290℃에서 압출시킨 다음, 압출된 필라멘트를 1,000m/min의 속도로 권취한다. 수득한 폴리에스테르사를 85℃의 뜨거운 롤과 100℃의 열판(hot plate)(실시예 1-1) 또는 120℃의 열판(실시예 1-2)을 통해 500m/min의 속도로 연신시켜 75d/24f의 멀티필라멘트사를 수득한다. 연신 배율은 둘 다 3.20인데, 이는 최대 파단 연신 배율의 0.75배이다.
수득한 멀티필라멘트 사의 특성은 표 4에 기재되어 있다.
특정량의 노르보르난-2,3-디메탄올로 공중합시킨 폴리에스테르를 포함하는 필라멘트사는 건열 수축율과 습열 수축율이 높을 뿐만 아니라 건열 수축 응력도 높다.
이러한 멀티필라멘트사를 지사(地絲, ground yarn)로서 사용하여 파일 편직물을 제조한 결과, 당해 파일 편직물은 파일 밀도가 높고 표면 외관의 품질도 우수한 것으로 밝혀졌다. 이러한 파일 편직물을 위에서 언급한 조건하에 염색한 결과, 복굴절율이 낮고 이로 인해 심색도가 우수할 뿐 아니라 일광 견뢰도도 5등급으로서 높은 편직물이 수득된다.
비교실시예 1
참조실시예 a에서 수득한 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1을 반복하여 75d/24f의 멀티필라멘트사를 수득한다.
수득한 멀티필라멘트사의 특성을 측정하여 표 5에 기재한다.
당해 멀티필라멘트사의 건열 수축 응력은 실시예 1에서 수득한 사와 동일한 수준이지만, 건열 수축율과 습열 수축율은 현저하게 낮다.
각각의 멀티필라멘트사를 지사로서 사용하여 파일 편직물을 제조한 결과, 파일 편직물은 파일 밀도가 낮기 때문에, 고품질의 외관이 결여되는 것으로 밝혀졌다. 파일 편직물을 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 염색한다. 염직물은 광 견뢰도가 5등급으로서 높지만, 복굴절율이 높고 심색도가 낮다.
실시예 2 내지 실시예 17
참조실시예 B 내지 참조실시예 Q에서 수득한 폴리에스테르 칩을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 75d/24f의 멀티필라멘트사를 제조한다. 수득한 멀티필라멘트사의 특성을 표 4에 기재한다. 당해 멀티필라멘트사는 열 수축 응력이 비교실시예 1에서 수득한 사와 동일한 수준으로 높으면서 건열 수축율과 습열 수축율도 높다. 수득한 멀티필라멘트사를 지사로서 사용하여 파일 편직물을 제조한 다음, 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 염색한다. 염색된 직물은 복굴절율이 낮아서 심색성이 우수하며 광 견뢰도가 충분하며, 따라서 실용성이 매우 우수하다.
비교실시예 2 내지 비교실시예 7
참조실시예 a 내지 참조실시예 g에서 수득한 폴리에스테르 칩을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 75d/24f의 멀티필라멘트사를 제조한다. 수득한 멀티필라멘트사의 특성은 표 5에 기재되어 있다. 당해 멀티필라멘트사는 열 수축 응력이 비교실시예 1에서 수득한 사와 동일한 정도로 높지만, 건열 수축율과 습열 수축율이 낮다. 이러한 사를 지사로서 사용하는 파일 직물은 파일 밀도가 낮기 때문에, 고품질의 외관이 결여된다.
비교실시예 8 내지 비교실시예 13
참조실시예 h 내지 참조실시예 m에서 수득한 폴리에스테르 칩을 사용하여 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 방사와 연신을 수행한다. 그러나, 폴리에스테르의 비결정성으로 인하여 연신 도중에 사 파단(yarn breakage)이 빈번하게 발생하기 때문에, 만족스런 연신사를 수득할 수 없다.
비교실시예 14
참조실시예 n에서 수득한 폴리에스테르 칩을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 75d/24f의 멀티필라멘트를 제조한다. 수득한 멀티필라멘트사의 특성은 표 5에 기재되어 있다. 멀티필라멘트사의 건열 수축율과 습열 수축율은 실시예에서 수득한 사와 동일한 수준이지만, 건열 수축 응력은 매우낮다.이러한 사를 지사로서 사용하는 파일 직물은 수축 응력이 낮아서 충분한 수축이 수득되지 않으며, 파일 밀도가 낮아서 고품질의 외관이 결여된다.
비교실시예 15 내지 비교실시예 17
참조실시예 o 내지 q에서 수득한 폴리에스테르 칩을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 75d/24f의 멀티필라멘트사를 제조한다. 수득한 멀티필라멘트사의 특성은 표 5에 기재되어 있다. 멀티필라멘트사의 건열 수축율, 건열 수축 응력 및 습열 수축율이 모두 실시예에서 수득한 사와 동일한 수준이지만, 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 편직물로 형성하여 염색하는 경우, 광 견뢰도가 1 내지 2등급으로 낮기 때문에, 실용성이 없다.
실시예 18
고수축성 필라멘트 그룹으로서 실시예 1-1에서 수득한 멀티필라멘트사를 사용하고 저수축성 필라멘트 그룹으로서 비교실시예 1-2에서 수득한 멀티필라멘트사를 사용하여 5kg/㎠의 공기압하에 유체 교락장치로 2개/in로 교락된 혼합 필라멘트사를 제조한다. 혼합사를 구성하는 두 가지 필라멘트 그룹 사이의 습열 수축율 차이(W, %)는 15%이고, 혼합사의 습열 수축율(Wse', %)과 이의 필라멘트 길이 차이는 각각 20%와 10%이다.
이렇게 하여 수득한 혼합사를 300T/m로 가연하고, 가연사를 경사와 위사로서 사용하여 직물을 제직한 다음, 이를 일반적인 공정으로 염색가공하여 능직물을 수득한다.
이렇게 하여 수득한 능직물을 관능평가한 결과, 벌크성, 부드러운 감촉, 하리, 코시 및 사각거리는 감촉에 대하여 평가한 태깔이 우수한 것으로 밝혀졌다. 또한, 직물은 심색성과 광 견뢰도가 우수하다.
비교실시예 18
비교실시예 2-1에서 수득한 멀티필라멘트를 고수축성 필라멘트 그룹으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 18을 반복하여 혼합 필라멘트사를 제조한다. 혼합사를 구성하는 두 가지 필라멘트 그룹 사이의 습열 수축율 차이(W,%)는 4%이고, 혼합사의 습열 수축율(Wsr', %)과 이의 필라멘트 길이 차이는 각각 12% 및 2%이다.
혼합 필라멘트사를 300T/m로 가연하고, 가연사를 경사와 위사로서 사용하여 직물을 제직한 다음, 이를 염색가공하여 능직물을 수득한다.
이렇게 하여 수득한 능직물을 관능평가한 결과, 벌크성과 부드러운 감촉이 결여되어 태깔이 불량한 것으로 밝혀졌다.
비교실시예 19
비교실시예 16-1에서 수득한 멀티필라멘트사를 고수축성 필라멘트 그룹으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 18을 반복하여 혼합 필라멘트사를 제조한다. 혼합사를 구성하는 두 가지 필라멘트 그룹 사이의 습열 수축율 차이(W, %)는 4%이고, 혼합사의 습열 수축율(Wsr', %)과 이의 필라멘트 길이 차이는 각각 12% 및 2%이다.
혼합 필라멘트사를 300T/m로 가연하고, 가연사를 경사와 위사로서 사용하여 직물을 제직한 다음, 이를 일반적인 공정으로 염색가공하여 능직물을 수득한다.
이렇게 하여 수득한 능직물을 관능평가한 결과, 벌크성과 부드러운 감촉이결여되어 태깔이 불량한 것으로 밝혀졌다.
실시예 19
실시예 1-1에서 수득한 멀티필라멘트사의 고수축성 필라멘트 그룹과 비교실시예 1-2에서 수득한 멀티필라멘트사의 저수축성 필라멘트 그룹을 혼합하고, 5kg/㎠의 공기압하에 유체 가공장치로 2개/in로 교락된 혼합사를 제공한 다음, 사를 180℃의 온도에서 2,000T/m의 가연수로 가연을 수행하여 시드-코어 가공사를 제조한다.
이렇게 하여 수득한 가공사를 300T/m로 가연하고, 가연사를 경사와 위사로서 사용하여 직물을 제직한 다음, 직물을 일반적인 방법으로 염색가공하여 능직물을 수득한다. 직물을 구성하는 시드-코어 가공사의 코어사와 시드사 사이의 필라멘트 길이 차이는 8%이다.
이렇게 하여 수득한 능직물을 관능평가한 결과, 벌크성, 부드러운 감촉, 하리, 코시 및 사각거리는 감촉에 대하여 평가한 태깔이 우수한 것으로 밝혀졌다. 또한, 직물은 심색성과 광 견뢰도가 우수하다.
비교실시예 20
비교실시예 2-1에서 수득한 멀티멘트사를 고수축성 필라멘트 그룹으로서 사용하고 가연 온도를 200℃로 변경시키는 것을 제외하고는 실시예 19를 반복하여 시드-코어 가공사를 수득한다.
이렇게 하여 수득한 가공사를 실시예 19의 방법과 동일한 방법으로 능직물로제직한다. 직물을 구성하는 시드-코어 가공사의 코어사와 시드사 사이의 필라멘트 길이의 차이는 2%이다. 2%의 근소한 차이로 인해, 즉 고수축성 필라멘트 그룹으로서 사용한 필라멘트 사의 수축율이 작기 때문에, 직물의 태깔이 불량하다.
비교실시예 21
비교실시예 16-1에서 수득한 멀티필라멘트사를 고수축성 필라멘트사로서 사용하고 가연 온도를 200℃로 변경시키는 것을 제외하고는 실시예 19를 반복하여 시드-코어 가공사를 수득한다.
이렇게 하여 수득한 가공사를 실시예 19의 방법과 동일한 방법으로 능직물로 제직한다. 직물을 구성하는 시드-코어 가공사의 코어사와 시드사 사이의 필라멘트 길이 차이는 7%이다.
직물의 태깔이 실시예 19만큼 우수하지만, 광 견뢰도는 1등급 내지 2등급으로 매우 불량하다.
실시예 20
사이드-바이-사이드 형태(side-by-side configuration)를 형성하도록 참조실시예 A에서 수득한 폴리에스테르 칩과 참조실시예 a에서 수득한 폴리에스테르 칩을 복합 용융방사하여 방사 원사를 수득한다. 이어서, 방사 원사를 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 연신시켜 75d/24f의 복합 멀티필라멘트사를 수득한다.
이렇게 하여 수득한 복합 멀티필라멘트사를 300T/m로 가연하고, 가연사를 경사와 위사로서 사용하여 직물을 제직한 다음, 이를 일반적인 공정으로 염색가공하여 능직물을 수득한다.
수득한 직물을 구성하는 복합 멀티필라멘트사는 필라멘트를 구성하는 폴리에스테르의 수축율 차이로 인해 가공 도중에 매우 미세한 나선형 권축이 발현된다. 수득한 직물은 중간 정도의 탄성을 가지며, 모직물과 유사한 정도의 벌크성, 하리, 코시 및 레질리언스를 갖는다. 또한, 수득한 직물은 심색성이 우수하고, 광 견뢰도가 실제 사용하기에 충분하다.
별도로, 위의 사이드-바이-사이드형 복합 필라멘트사는 길이가 51mm인 스테이플 섬유로 절단하여 부직포를 형성할 수 있다. 부직포는 탄성이 우수하며, 이의 구성 섬유는 가공 도중에 열처리로 인해 권축된다. 당해 부직포를 염색하는 경우, 이의 심색성과 광 견뢰도는 우수하다.
비교실시예 22
참조실시예 b에서 수득한 폴리에스테르 칩을 참조실시예 A에서 수득한 폴리에스테르 칩 대신에 사용하는 것을 제외하고는 실시예 20의 과정과 동일한 과정에 따라 복합 멀티필라멘트사를 제조한다. 실시예 20의 방법과 동일한 방법으로 복합 멀티필라멘트사로부터 능직물을 제조한 다음, 동일한 방법으로 관능평가한다.
수득한 직물을 구성하는 필라멘트는, 폴리에스테르 사이의 수축율 차이가 적기 때문에, 미세한 권축이 아주 적게 발현되어 탄성, 벌크성, 하리, 코시 및 레질리언스가 결여되어 있다.
비교실시예 23
참조실시예 p에서 수득한 폴리에스테르 칩을 참조실시예 A에서 수득한 폴리에스테르 칩 대신에 사용하는 것을 제외하고는 실시예 20의 과정과 동일한 과정에따라 복합 멀티필라멘트사를 제조한다. 실시예 20의 방법과 동일한 방법으로 복합멀티필라멘트사로부터 능직물을 제조한 다음, 동일한 방법으로 관능평가한다.
수득한 직물은 탄성과 태깔이 우수하지만, 이의 광 견뢰도는 1등급 또는 2등급으로 매우 불량하다.
실시예 21
실시예 20에서 수득한 복합 필라멘트를 50mm로 절단하여 수득한 스테이플 섬유와 섬도가 1d이고 절단 길이가 51mm인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 스테이플 섬유를 50:50의 중량비로 혼합하여 혼합 방적사를 제조한다. 혼합 방적사를 경사와 위사로서 사용하여 직물을 제직하고, 이어서 이를 일반적인 공정으로 염색가공하여 능직물을 수득한다.
수득한 직물은 가공 동안의 열처리에 의해 미세한 권축이 발현되어 적절한 탄성을 가진다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 스테이플 섬유를 직물 표면 위에 루프(loop)와 모우(毛羽)로서 배치함으로써, 직물의 벌크성, 하리, 코시 및 레질리언스는 모직물과 유사하다. 또한, 직물은 심색도와 광 견뢰도가 우수하다.
본 발명은 염색성, 심색(深色) 염색성 및 광 견뢰도가 개선된 폴리에스테르 섬유 또는 필라멘트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 폴리에스테르 섬유를 구성하는 폴리에스테르를 한 성분으로서 포함하는 복합섬유, 당해 폴리에스테르 필라멘트를 한 성분으로서 포함하는 이수축성(異收縮性) 혼합 필라멘트사, 당해 폴리에스테르 필라멘트를 한 성분으로서 포함하는 시드-코어 가공사(sheath-core textured yarn) 및 당해 폴리에스테르 스테이플 섬유를 한 성분으로서 포함하는 혼합 방적사에 관한 것이다.
본 발명의 섬유는 염색성과 심색성이 우수할 뿐만 아니라 수축율과 수축 응력이 높고 광 견뢰도와 염색 견뢰도가 우수하다. 따라서, 이러한 섬유는 단독으로 사용할 때 뿐만 아니라 혼섬사, 시드-코어 가공사 또는 혼합 방적사의 성분으로서 유용하다. 본 발명의 섬유를 구성하는 폴리에스테르 성분을 갖는 복합섬유는 권축이 미세하게 발현하기 때문에, 탄성이 우수한 직물을 제공할 수 있다.
표 1
표 2
표 3
*) EOBPA : 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 부가물
표 4
표 5

Claims (2)

  1. 다음 일반식(1)의 화합물을 공중합 성분으로서 2 내지 20몰% 함유하는 폴리에스테르를 포함하고, 180℃에서의 건열 수축율이 적어도 20%이며, 건열 최대 수축 응력이 적어도 250mg/d이고, 98℃에서의 습열 수축율이 적어도 15%이며, 복굴절율(Δn)이 다음 부등식을 만족하는 연신 폴리에스테르 섬유.
    {여기서, A는 일반식(1) 화합물의 함유량(몰%)이다}
    <일반식 1>
    상기식에서,
    R1내지 R10은 각각 에스테르 형성성 관능성 그룹, 수소원자 및 알킬 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내며, 단 R1내지 R10중의 1개 또는 2개는 에스테르 형성성 관능성 그룹이고,
    x는 0 또는 1이며,
    y는 조건 1 ≤ x + y ≤ 3을 충족시키는 정수이다.
  2. 제1항에 따른 연신 폴리에스테르 섬유를 포함하는 중합체인 폴리에스테르와 기타의 섬유 형성성 중합체를 포함하고, 180℃에서의 건열 수축율이 적어도 20%이며, 건열 최대 수축 응력이 적어도 250mg/d이고, 98℃에서의 습열 수축율이 적어도 15%이며, 복굴절율(Δn)이 다음 부등식을 만족하는 연신 복합섬유.
    {여기서, A는 일반식(1) 화합물의 함유량(몰%)이다}
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