KR100384094B1 - A process for producing polymeric products for polyurethane elastic fibers, and elastic fibers produced from the polymeric products - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 폴리(테트라메틸렌 에테르)글리콜과 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트)를, 글리콜 : 디이소시아네이트의 반응 몰 비를 1 : (1.4 ∼ 1.55)로 하여 40 - 50℃에서 균일 혼합기를 이용하여 교반하면서 반응시켜 1차 중합물을 제조하고, 93 내지 98몰%의 에틸렌 디아민, 2 내지 7몰%의 1,2-디아미노프로판 및 0.2 내지 0.8몰%의 디에틸트리아민의 혼합물을 연쇄 연장제로서 사용하여, 이를 1차 중합물과 중합시킴을 특징으로 하며, 상기 중합물을 이용하여 건식방사를 통하여 탄성섬유를 제조하는 것에 관한 것이다.The present invention uses a homogeneous mixer using poly (tetramethylene ether) glycol and methylene-bis (4-phenylisocyanate) with a reaction molar ratio of glycol: diisocyanate as 1: (1.4 to 1.55). To react with stirring to prepare a primary polymer, and a mixture of 93 to 98 mol% ethylene diamine, 2 to 7 mol% 1,2-diaminopropane and 0.2 to 0.8 mol% diethyltriamine was used as a chain extender. When used as, it is characterized in that the polymerization with the primary polymer, to produce an elastic fiber through dry spinning using the polymer.

본발명에 따라 제조되는 폴리우레탄 탄성사는 점도 안정성이 좋고 내열성이 우수하여, 고온의 염색공정이 필요한 폴리에스테르 섬유와의 교직 및 환편물의 상대 탄성사로서 매우 적합하다.Polyurethane elastic yarn produced according to the present invention is excellent in viscosity stability and excellent heat resistance, and is very suitable as a relative elastic yarn of the knitting and circular knitted fabrics with polyester fibers requiring a high temperature dyeing process.

Description

폴리우레탄 섬유용 중합물의 제조방법 및 이 중합물로부터 제조된 탄성섬유{A process for producing polymeric products for polyurethane elastic fibers, and elastic fibers produced from the polymeric products}A process for producing polymeric products for polyurethane elastic fibers, and elastic fibers produced from the polymeric products}

본 발명은 탄성섬유의 고유한 물성을 유지하면서도 점도 안정성과 내열성이 우수한 폴리우레탄 탄성섬유의 제조방법에 관한 것이다. 폴리우레탄계 탄성섬유는 스판덱스(spandex) 또는 엘라스탄(elastane)으로 불리며, 탄성율 및 탄성회복력이 우수하여 스타킹이나 스포츠 의류, 여성용 속옷, 수영복 및 신축성 직물에 많이 이용되고 있으며, 양복지처럼 신축성을 요구하지 않는 직물에도 소량 투입하여 새로운 질감을 표출하는 등, 그 용도가 계속 확대되고 있다.The present invention relates to a method for producing a polyurethane elastic fiber excellent in viscosity stability and heat resistance while maintaining the inherent physical properties of the elastic fiber. Polyurethane-based elastic fibers are called spandex or elastane, and have excellent elastic modulus and elasticity. They are widely used in stockings, sports clothes, women's underwear, swimwear and stretch fabrics, and do not require elasticity like suits. Their use continues to expand, for example, by adding a small amount to textiles and exposing new textures.

탄성섬유의 경우, 단독으로 사용되기보다는 나일론이나 폴리에스테르 섬유 등의 다른 소재와 혼합되어 주로 사용되고 있는데, 폴리에스테르/탄성섬유 환편물에서와 같이 혼합하여 사용하는 경우, 이에 비하여 상대적으로 취약한 내열성으로 인하여, 130℃ 정도의 고온 열처리 과정을 거치면 탄성섬유가 손상되어 신축성이 떨어지거나 사절이 발생할 가능성이 크다. 이러한 결점 때문에, 탄성섬유의 다양한 용도 확대가 어려운 실정이다.In the case of elastic fibers, it is mainly used mixed with other materials such as nylon or polyester fibers, rather than being used alone, and when mixed and used as in polyester / elastic fiber circular knitted fabrics, due to relatively poor heat resistance When the high temperature heat treatment process is performed at about 130 ° C, the elastic fibers are damaged and the elasticity is decreased or trimming may occur. Due to these drawbacks, it is difficult to expand various uses of elastic fibers.

일반적으로 공지된 탄성섬유의 제조방법은 다음과 같다. 폴리에테르계 글리콜을 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트)와 반응시키고, 이소시아네이트 말단 차단 생성물을 용매로 희석시킨 다음, 디아민으로 연쇄 연장시키고, 이를 방사하여 제조된다.Generally known elastic fiber manufacturing method is as follows. Prepared by reacting polyether glycol with methylene-bis (4-phenylisocyanate), diluting the isocyanate endblocking product with solvent, then chain extending with diamine and spinning it.

이러한 제조과정에서 중요한 것은 우수한 품질과 경제성이며, 경제성 면에서 특히 중요한 것은 최종 중합물의 농도와 방사속도를 높히는 데 있다. 그러나, 최종 중합물의 농도가 높으면 점도 안정성이 떨어져서 원사의 균일성이 떨어지며, 방사속도가 높으면 원사 균일성은 물론 신도면에서도 손상을 주게 되어 중합물 농도와 방사속도에 제한이 따른다.Important in this manufacturing process is excellent quality and economical efficiency, particularly important in economics is to increase the concentration and spinning rate of the final polymer. However, the higher the concentration of the final polymer, the lower the viscosity stability, the lower the uniformity of the yarn, and the higher the spinning speed, the higher the yarn uniformity as well as the damage in terms of elongation.

따라서, 탄성섬유의 제조법을 개발하는데 있어서 생산성을 고려하는 것은 필수적이며, 품질을 유지하면서도 고농도와 고속 방사가 가능한 제조법에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.Therefore, it is essential to consider productivity in developing a manufacturing method of elastic fibers, and various studies have been made on a manufacturing method capable of high concentration and high speed spinning while maintaining quality.

미국 특허 제5,362,432호(발명의 명칭 : 스판덱스 건식 방사용 공정)에는, 연쇄 연장제로 에틸렌 디아민을 사용하고 보조 연쇄 연장제로서 전체 디아민 혼합물 중 8∼17몰%의 1,2-디아미노프로판을 사용하여 900m/min의 고속 방사가 가능한 스판덱스 사의 제조법이 기재되어 있다.U.S. Patent No. 5,362,432 (name of invention: Spandex Dry Spinning Process) uses ethylene diamine as chain extender and 8-17 mole percent 1,2-diaminopropane in the total diamine mixture as auxiliary chain extender. The manufacturing method of the spandex company which enables the high-speed spinning of 900m / min is described.

위의 특허의 문제점은 열고정 효율은 우수하나, 상대적으로 내열성이 떨어져서 고온의 염색공정을 거치게 되면 탄성사로 된 직물의 고유 특성인 강신도, 탄성 회복율이 떨어져서 착용 수명이 저하된다는 점이다. 이는 직쇄상 폴리우레탄 중합물의 합성에 있어서 보조 연쇄 연장제로서 사용되는 1,2-디아미노프로판이 일부 벌키(Bulky)한 라디칼을 가지고 있어서 폴리우레탄 중합물 내부의 결정 구조를 약화시키고, 이로 인하여 열고정처리 공정시 쉽게 열변형 됨으로써 열고정 효율은 높아지지만, 중합물 내부의 결정 구조에 결정 이상을 유발하여 탄성 회복율을 저하시키기 때문이다.The problem of the above patent is that the heat-setting efficiency is excellent, but the heat resistance is relatively low, and when subjected to a high temperature dyeing process, the inherent properties of the elastic yarn fabric, the elongation, elastic recovery rate is lowered wear life is lowered. This is because 1,2-diaminopropane, which is used as an auxiliary chain extender in the synthesis of linear polyurethane polymers, has some bulky radicals, which weakens the crystal structure inside the polyurethane polymer and thereby heat-setting This is because the heat-setting efficiency is increased by being easily thermally deformed during the treatment process, but it causes crystal abnormality in the crystal structure inside the polymer to lower the elastic recovery rate.

트리아민류를 사용하여 결정 구조의 약화를 방지한 선행 특허로서는 일본 특허공보 제(평) 4-100919호(발명의 명칭 : 유기 용제에 불용성인 폴리우레탄 탄성사의 제법)를 들수 있다. 이 특허의 실시예에는 연쇄 연장제로서 에틸렌 디아민만을 사용하며 유기 용제에 불용성인 중합물을 제조하기 위하여 중합반응 후, 방사 공정 전에 트리아민, 테트라아민, 펜트라아민류를 사용하고, 방사 및 열처리를 통하여 유기 용제에 불용성인 폴리우레탄 탄성사를 제조한다고 기재되어 있다. 이때, 트리아민류는, 사중합물의 중량을 기준으로 하여, 0.18중량%를 사용하는 것으로 기재되어 있다.As a prior patent which prevented weakening of a crystal structure using triamines, Unexamined-Japanese-Patent No. 4-100919 (The name of invention: The manufacturing method of the polyurethane elastic yarn insoluble in the organic solvent) is mentioned. In the embodiment of this patent, only ethylene diamine is used as the chain extender and triamine, tetraamine, pentraamines are used after the polymerization reaction and before the spinning process to prepare a polymer insoluble in an organic solvent. It is described that a polyurethane elastic yarn is insoluble in an organic solvent. At this time, it is described that triamines use 0.18 weight% based on the weight of a tetrapolymer.

위의 특허에서는 보조 연쇄 연장제를 사용하지 않고 트리아민류를 첨가하여 결정 구조의 약화를 방지하고 우수한 내열성을 달성할 수는 있었으나, 36% 이상의 고농도 중합물을 제조하는 경우, 점도 상승이 급격하여 방사 작업성이 떨어지며 원사의 균일성도 나빠지게 된다.In the above patent, triamines can be added without the use of an auxiliary chain extender to prevent weakening of the crystal structure and to achieve excellent heat resistance. Inferiority of the yarn and poor uniformity of the yarn.

점도 안정성을 높히며 결정 구조의 약화를 방지한 특허로서는 대한민국 특허 공보 제98-29659호(발명의 명칭 : 개선된 폴리우레탄 섬유용 중합물의 제조방법)를 들 수 있다. 당해 특허에는, 연쇄 연장제로서 에틸렌 디아민을 사용하고 보조 연쇄 연장제로서 전체 디아민 혼합물 중 19∼25몰%의 1,2-디아미노프로판을 사용하여 점도 안정성을 높히는 동시에, 직쇄상 중합물내에 3차 구조를 형성하는 디에틸렌트리아민을 0.2 내지 0.8몰% 사용히여 1,2-디아미노프로판의 사용에 의한 결정 구조의 약화를 방지하는 기술이 기재되어 있다.Patents that increase the viscosity stability and prevent the weakening of the crystal structure include Korean Patent Publication No. 98-29659 (name of the invention: an improved method for producing a polymer for polyurethane fibers). This patent uses ethylene diamine as a chain extender and 19-25 mole% 1,2-diaminopropane in the total diamine mixture as auxiliary chain extender to increase viscosity stability, Techniques for preventing the weakening of the crystal structure by the use of 1,2-diaminopropane are described using 0.2 to 0.8 mole% of diethylenetriamine forming the secondary structure.

위에서 언급한 선행 기술로 점도 안정성과 결정 구조의 약화를 어느 정도 해결하였으나, 이 역시, 미국 특허 제5,362,432호와 마찬가지로 1,2-디아미노프로판의 사용량이 과다하여 내열성 면에서 다소 떨어지는 약점을 안고 있어 130℃ 이상의 고온 염색공정에서는 탄성원사가 사절되거나 손상되어 본래 가지고 있던 강력이 저하된다.Although the above-mentioned prior art has solved the viscosity stability and the weakening of the crystal structure to some extent, this also has a weakness in terms of heat resistance due to excessive use of 1,2-diaminopropane as in US Pat. No. 5,362,432. In the high temperature dyeing process of 130 ° C. or higher, the elastic yarn is trimmed or damaged, thereby lowering the strength originally possessed.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 선행 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 36% 이상의 고농도 폴리우레탄 중합체의 점도 안정성을 유지하고 900m/min 이상의 고속 방사시에도 원사의 균일성과 신도를 유지하며 내열성이 우수한 탄성사의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to maintain the viscosity stability of 36% or more high-density polyurethane polymer and to maintain the uniformity and elongation of the yarn even at high speed spinning of more than 900m / min and heat resistance It is to provide a method for producing excellent elastic yarn.

본 발명에서는 보조 연쇄 연장제로서 1,2-디아미노프로판을 미국 특허 제5,362,432호에 기재되어 있는 8 내지 17몰%보다 적은 2 내지 7몰%를 사용하여 결정 구조 약화와 내열성의 약화를 최소화하는 동시에, 직쇄상 중합물내에 3차 구조를 형성하는 디에틸트리아민을 대한민국 특허공보 제98-29659호에 기재되어 있는 바와 동일하게 0.2 내지 0.8몰%를 사용하여 에틸렌 디아민을 단독으로 사용하는 기술보다 더 높은 내열성을 달성할 수 있었다. 보조 연쇄 연장제의 사용량을 적게함에 따라 최종 중합물의 점도 안정성이 저하되는데, 이를 방지하기 위하여, 초기 중합시 사용하는 글리콜 디이소시아네이트의 반응 몰 비를 1.4 내지 1.55로 조절하여 36~39%의 고농도 용액에서도 중합물 용액의 점도 상승을 억제하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, 1,2-diaminopropane is used as the auxiliary chain extender, using 2-7 mol% less than 8-17 mol% described in US Pat. No. 5,362,432 to minimize crystal structure weakening and heat resistance weakening. At the same time, diethyltriamine, which forms a tertiary structure in the linear polymer, is used in a manner similar to that described in Korean Patent Publication No. 98-29659, using 0.2 to 0.8 mol%, more than the technique of using ethylene diamine alone. High heat resistance could be achieved. As the amount of the auxiliary chain extender is decreased, the viscosity stability of the final polymer is lowered. To prevent this, the reaction molar ratio of the glycol diisocyanate used in the initial polymerization is adjusted to 1.4 to 1.55 to 36 to 39% of a high concentration solution. Also, the viscosity increase of the polymer solution is suppressed.

본 발명은, 폴리우레탄 섬유용 중합물을 제조하는 방법에 있어서, 폴리(테트라메틸렌 에테르)글리콜과 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트)를, 글리콜 : 디이소시아네이트의 반응 몰 비를 1 : (1.4 ∼ 1.55)로 하여 40 - 50℃에서 균일 혼합기를 이용하여 교반하면서 반응시켜 1차 중합물을 제조하고, 93 내지 98몰%의 에틸렌 디아민, 2 내지 7몰%의 1,2-디아미노프로판 및 0.2 내지 0.8몰%의 디에틸트리아민의 혼합물을 연쇄 연장제로서 사용하여, 이를 1차 중합물과 중합시킴을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for producing a polymer for polyurethane fibers, wherein the reaction molar ratio of poly (tetramethylene ether) glycol and methylene-bis (4-phenylisocyanate) is 1: (1.4-1.55). ) To a primary polymerization product by stirring using a homogeneous mixer at 40-50 ° C., 93 to 98 mol% ethylene diamine, 2 to 7 mol% 1,2-diaminopropane and 0.2 to 0.8 A mixture of mol% diethyltriamine is characterized as using as chain extender to polymerize it with the primary polymer.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 섬유용 스판덱스 중합체를 제조하기 위하여 사용하는 폴리(테트라메틸렌 에테르)글리콜은 수평균분자량이 1,700∼2,000이다. 수평균 분자량이 1,750∼1,850인 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜을 사용하는 것이 바람직하다. 사용되는 폴리(테트라메틸렌에테르글리콜)는 과량의 유기 디이소시아네이트 화합물과 반응하여 이소시아네이트 말단 차단 중합체를 형성하며, 유기 디이소시아네이트로서는 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트)를 사용하며, 글리콜당 디이소시아네이트의 몰 수는 1.4∼1.55의 범위로 한다.The poly (tetramethylene ether) glycol used to manufacture the spandex polymer for fibers of the present invention has a number average molecular weight of 1,700 to 2,000. It is preferable to use poly (tetramethylene ether) glycol whose number average molecular weight is 1,750-1,850. The poly (tetramethylene ether glycol) used reacts with an excess of organic diisocyanate compound to form an isocyanate endblocking polymer, methylene-bis (4-phenylisocyanate) is used as the organic diisocyanate, and the moles of diisocyanate per glycol The number is in the range of 1.4 to 1.55.

이러한 반응계에서의 미반응 디이소시아네이트의 생성은 필연적인데, 잔존하는 미반응 이소시아네이트는 중합물에 마이크로 겔을 형성시켜 스판데스 물성의 균일성을 저하시킨다. 따라서, 미반응 디이소시아네이트의 함량을 감소시키기 위하여 디이소시아네이트와 글리콜이 반응하기 전에 40∼50℃에서 균일 혼합기를 이용하여 충분히 반응시키는 과정이 필요하다.The production of unreacted diisocyanate in such a reaction system is inevitable, but the remaining unreacted isocyanate forms a microgel in the polymer to reduce the uniformity of the spandes physical properties. Therefore, in order to reduce the content of unreacted diisocyanate, a process of sufficiently reacting at 40 to 50 ° C. using a homogeneous mixer is necessary before the diisocyanate and glycol are reacted.

2차 중합물의 형성단계는 차단된 글리콜과 연쇄 연장제와 연쇄 정지제인 모노아민류를 사용하여 우레아 구조가 형성되면서 중합물이 형성되는 단계이다. 본 발명에서 사용하는 연쇄 연장제로서는 에틸렌디아민, 1,2-디아미노프로판 및 디에틸트리아민의 혼합물을 사용하는데, 당해 혼합물은 에틸렌디아민 93 - 98몰%, 1,2-디아미노프로판 2 - 7몰% 및 디에틸트리아민 0.2 - 0.8몰%로 이루어진다. 연쇄 정지제로서는 디에틸아민을 사용하는데, 디에틸아민의 첨가량은 2차 중합물의 분자량에 따라 결정된다. 또한, 이 과정에서 사용하는 용매는 대개 불활성 용매 중에서 선택되는데, 특히 N,N'-디메틸아세트아미드가 용해력이 양호하여 주로 사용된다.The step of forming the secondary polymer is a step in which the polymer is formed while the urea structure is formed using the blocked glycol, the chain extender, and the monoamines which are the chain stopper. As the chain extender used in the present invention, a mixture of ethylenediamine, 1,2-diaminopropane and diethyltriamine is used, which mixture is 93-98 mol% ethylenediamine, 1,2-diaminopropane 2-7. Mol% and 0.2-0.8 mol% diethyltriamine. Although diethylamine is used as a chain stopper, the addition amount of diethylamine is determined according to the molecular weight of a secondary polymer. In addition, the solvent used in this process is usually selected from inert solvents. Especially, N, N'-dimethylacetamide is mainly used because of its good solubility.

위의 연쇄 연장제 혼합물을 이소시아네이트 말단 차단 1차 중합물과 반응시켜, 농도가 약 36 - 39%인 중합물을 제조한다. 중합물의 점도는 브룩필드(Brook field) 제품의 DV-Ⅲ(Model No.) 점도계로 40℃에서 측정하며, 중합 직후에 측정한 점도를 초기 점도라 하고 30 내지 40℃에서 저속으로 교반하고, 방치한후, 방사 직전에 측정한 점도를 최종 점도라 칭한다.The above chain extender mixture is reacted with an isocyanate endblocking primary polymer to produce a polymer having a concentration of about 36-39%. The viscosity of the polymer was measured at 40 ° C. with a DV-III (Model No.) viscometer from Brookfield, and the viscosity measured immediately after polymerization was stirred at low speed at 30 to 40 ° C. and left to stand at initial viscosity. After that, the viscosity measured immediately before spinning is referred to as final viscosity.

중합이 완료된 용액에 통상적인 내변색성 향상용 첨가제와, 염색성 향상용 첨가제를 첨가하고 건식 방사법을 이용하여 방사한다. 이때, 방사속도는 450∼1000m/min의 범위가 적당하며, 고속 방사가 경제성 면에서 유리하다. 본 발명에서는 900m/min의 속도로 방사하여 3f, 40den의 폴리우레탄 탄성사를 제조하고, 각종 물성을 측정하였다. 방사온도는 180∼280℃로 설정하며, 방사 후 탄성사의 잔류 용매량이 0.5중량% 이하로 되도록 조절한다. 이 과정은 중합체에 열처리 효과를 부여하기 때문에, 중합도의 상승을 유발한다. 본 발명에서 고유점도는 용매 N,N'-디메틸아세트아미드 100ml당 0.5g의 농도로 측정하였으며, 건식 방사하기 전의 고유점도는 1.02였으며 건식 방사 한 후의 고유점도는 1.44였다.The discoloration resistance improvement additive and the dyeing resistance improvement additive are added to the solution which completed superposition | polymerization, and it spins using dry spinning method. At this time, the spinning speed is suitable in the range of 450 ~ 1000m / min, high speed spinning is advantageous in terms of economics. In the present invention, spinning at a speed of 900m / min to prepare a polyurethane elastic yarn of 3f, 40den, and measured various physical properties. Spinning temperature is set to 180 ~ 280 ℃, it is adjusted so that the residual solvent amount of the elastic yarn after spinning is less than 0.5% by weight. This process gives rise to a degree of polymerization because it gives a heat treatment effect to the polymer. Intrinsic viscosity in the present invention was measured at a concentration of 0.5g per 100ml of solvent N, N'-dimethylacetamide, the intrinsic viscosity before dry spinning was 1.02 and the intrinsic viscosity after dry spinning was 1.44.

제조된 탄성 원사의 인장강도, 신도 및 내열성을 평가한 후, 탄성사를 96f 150den의 폴리에스테르 원사와 함께 환편물로 편직하고, 정련, 염색한다.After evaluating the tensile strength, elongation and heat resistance of the prepared elastic yarn, the elastic yarn is knitted into a circular knitted fabric together with a 96 f 150den polyester yarn, refined and dyed.

<물성의 평가 방법><Evaluation method of physical property>

1. 원사의 인장강도 및 신도는 KSK 0219에 준하여 평가하였다.1. Tensile strength and elongation of yarn were evaluated according to KSK 0219.

2. 원사의 내열성 평가 : 탄성 원사를 초기 길이의 2배로 신장시키고, 25×5×0.3cm의 서스(sus)판에 고정시킨 다음, 고압 반응기에 넣고, 증류수를 채운후에 봉한다. 밀폐된 고압 반응기를 130℃의 오일(oil) 순환기에 60분 동안 침지시킨 후, 고압 반응기를 꺼내어 10분 동안 상온에서 방치하고, 서스판에 고정된 시료를 20분 동안 이완시킨 다음, 시료 길이("최종 길이"라고 함)를 측정하고, 최종 길이와 초기 길이와의 차이를 백분율(%)로 표현하는 방법에 따랐다.2. Evaluation of the heat resistance of the yarn: The elastic yarn is stretched to twice the initial length, fixed on a 25 × 5 × 0.3 cm sus plate, and then placed in a high pressure reactor and filled after distilled water is sealed. After immersing the closed high pressure reactor in an oil circulator of 130 ° C. for 60 minutes, the high pressure reactor was taken out and left at room temperature for 10 minutes, and the sample fixed on the suspension was relaxed for 20 minutes, and then the sample length ( "Final length") was measured and the difference between the final length and the initial length was expressed as a percentage.

3. 환편물의 손상 정도 평가 : 염색공정을 거친 탄성 원사와 폴리에스테르 원사와의 환편물을 원단 길이 100cm, 원단 폭 100cm의 길이로 절단하고, 10중량%의 수산화나트륨수용액 속에 80℃에서 10시간 동안 침지시켜 폴리에스테르 원사를 제거한 다음, 남아 있는 탄성 원단으로부터 탄성 원사의 사절수를 구한다.3. Evaluation of the degree of damage of circular knitted fabrics: Circular knitted fabrics of elastic yarns and polyester yarns which have been dyed are cut into 100 cm fabric length and 100 cm fabric width, and then 10 hours at 80 ° C. in 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution. The yarn is then immersed to remove the polyester yarn, and then the number of trimming yarns of the elastic yarn is obtained from the remaining elastic fabric.

4. 환편물의 내열성 평가 : 탄성 원사와 폴리에스테르 원사와의 환편물을 원단길이 20cm, 원단 폭 1inch의 길이로 절단하고, 이 샘플을 50cm/min의 일정 속도에서 0-30%로 5회 신장시킨 다음, 5회째 신장 이후에 샘플이 되돌아간 길이("최종 길이"라 칭함)를 측정하고, 초기 길이와 최종 길이의 차이를 백분율(%)로 표현하는 방법에 따랐다.4. Evaluation of heat resistance of circular knitted fabric: The circular knitted fabric of elastic yarn and polyester yarn was cut into 20cm in length and 1inch in width, and the sample was stretched 5 times at 0-30% at a constant speed of 50cm / min. After the 5th elongation, the length after which the sample returned (called "final length") was measured, and the difference between the initial length and the final length was expressed as a percentage.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.Embodiments of the present invention are as follows.

실시예 1Example 1

평균 분자량이 1800인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 556.8kg과 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 114.6kg을 말단 몰 비를 1.48(NCO/OH=1.48)로 하여 45℃의 균일 혼합기에서 혼합한 다음, 95℃의 파이프 반응기에서 90분 동안 반응시킨다. 이 합성물을 40℃로 냉각시키고, 12시간 정도 방치한 다음, N,N'-디메틸아세트아미드와 약 40%의 고형분이 되게 하여 완전히 용해시킨다. 이 혼합 용액을 연쇄 연장 반응을 위하여 5℃까지 냉각한 시키고, 고속 교반(200rpm)하에서 연쇄 연장제 용액(에틸렌디아민 8.3kg/1,2-디아미노프로판 0.5kg/디에틸트리아민 0.05kg)과 연쇄 정지제 용액(디에틸아민 1.1kg을 N,N'-디메틸아세트아미드에 용해시켜 수득함) 133.5kg을 혼합하여 투입하였다. 이렇게 합성된 폴리우레탄우레아 생성 용액은 고체를 약 37% 함유하며 초기 점도는 40℃에서 2620포이즈였으며, 저속으로 교반 방치한 후, 방사 직전에 측정한 최종 점도는 4220포이즈였다. 용매 N,N'-디메틸아세트아미드 100ml당 0.5g의 농도로 측정한 고유점도는 1.02이었다.556.8 kg of polytetramethylene ether glycol having an average molecular weight of 1800 and 114.6 kg of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate were mixed in a homogeneous mixer at 45 DEG C with a terminal molar ratio of 1.48 (NCO / OH = 1.48). The reaction is carried out for 90 minutes in a pipe reactor at 95 ℃. The compound is cooled to 40 DEG C, left for about 12 hours, and then dissolved completely with N, N'-dimethylacetamide to be about 40% solids. The mixed solution was cooled to 5 ° C. for a chain extension reaction, and under a high speed stirring (200 rpm), a chain extender solution (Ethylenediamine 8.3kg / 1,2-diaminopropane 0.5kg / diethyltriamine 0.05kg) and 133.5 kg of a chain stopper solution (obtained by dissolving 1.1 kg of diethylamine in N, N'-dimethylacetamide) was added by mixing. The polyurethaneurea production solution thus synthesized contained about 37% solids and had an initial viscosity of 2620 poise at 40 ° C., and the final viscosity measured immediately before spinning was 4220 poise after being left to stir at low speed. The inherent viscosity measured at a concentration of 0.5 g per 100 ml of solvent N, N'-dimethylacetamide was 1.02.

이 중합물에 내변색성 향상과 염색성 향상을 위해 산화티탄을, 1차 중합물을기준으로 하여, 4.5중량%, 파라-크레졸(p-cresol)과 디베닐벤젠(divinyl benzene)과 공중합체 1.2중량%, 비스(4-이소시아네이토사이클로헥실)메탄(bis (4-isocyanato cyclohexyl) methane)과 3급-부틸디에탄올아민(t-butyldiethanolamine)과 중합체 3.5 중량% 및 산화방지제인 "CYANOX 1790(R)(미국 Cynamid사 제품)" 3.5중량%를 첨가하였다.Titanium oxide, 4.5 wt% based on the primary polymer, 1.2 wt% of para-cresol, divinyl benzene and copolymer to improve discoloration resistance and dyeability of the polymer. , Bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and tert-butyldiethanolamine with 3.5 wt% of polymer and antioxidant "CYANOX 1790 (R ) (Product of Cynamid, USA) was added 3.5% by weight.

상기와 같이 제조된 중합체 용액을 40시간 동안 방치 하고, 방사온도 250℃에서 900m/분의 속도로 건식 방사하여 3f, 40den의 폴리우레탄 탄성사를 제조하였다. 제조된 탄성 원사를 인장강도, 신도 및 내열성에 대하여 평가 하고, 96f. 150den의 폴리에스테르 원사와 함께 환편물로 편직하고, 정련, 염색하였다. 원사와 환편물의 물성평가 결과는 다음 표 1에 정리하였다.The polymer solution prepared as described above was allowed to stand for 40 hours, and dry spinning at a speed of 900 m / min at a spinning temperature of 250 ° C. to prepare polyurethane elastic yarns of 3f and 40den. The prepared elastic yarn was evaluated for tensile strength, elongation and heat resistance, and 96f. Knitted, refined and dyed into a circular knitted fabric with 150den of polyester yarn. The properties of yarn and circular knitted fabrics were summarized in Table 1 below.

실시예 2Example 2

평균 분자량이 1800인 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜과 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 말단 몰 비를 1.54 (NCO/OH=1.54)로 하고 2차 중합물의 제조 과정에서 연쇄 연장제 용액(에틸렌디아민 9.3kg/1,2-디아미노프로판 0.6kg/디에틸트리아민 0.05kg)의 조성을 달리하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하고 평가하였으며, 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.The terminal molar ratio of polytetramethylene ether glycol having an average molecular weight of 1800 to 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is 1.54 (NCO / OH = 1.54), and a chain extender solution (ethylenediamine) 9.3kg / 1,2-diaminopropane 0.6kg / diethyltriamine 0.05kg) was carried out in the same manner as in Example 1 except that the composition was used differently, and the results are shown in the following [Table 1]. It was.

비교예 1Comparative Example 1

1차 중합물의 제조 과정에서 균일 혼합기를 사용하지 않고 평균 분자량이 1800인폴리테트라메틸렌에테르 글리콜과 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 말단몰 비를 1.75(NCO/OH=1.75)로 하고, 2차 중합물의 제조 과정에서 연쇄 연장제로서 미국 특허 제5,362,432호에 기재되어 있는 에틸렌디아민 12.1kg/1,2-디아미노프로판 1.6kg(에틸렌디아민을 기준으로 하여 10몰%)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 중합물을 제조하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.In the production process of the primary polymer, the terminal molar ratio of polytetramethylene ether glycol and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate having an average molecular weight of 1800 without using a homogeneous mixer is 1.75 (NCO / OH = 1.75), Except for using 1.6 kg (10 mol% based on ethylenediamine) of ethylenediamine 12.1 kg / 1,2-diaminopropane described in US Pat. No. 5,362,432 as a chain extender in the preparation of the secondary polymer. Was prepared in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1 below.

비교예 2Comparative Example 2

1차 중합물의 제조 과정에서 균일 혼합기를 사용하지 않고 평균 분자량이 1800인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜과 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 말단 몰 비를 1.60 (NCO/OH=1.60)로 하고, 2차 중합물의 제조 과정에서 연쇄 연장제로서 일본 특허공보 제(평)4-100919호에 기재되어 있는 에틸렌디아민 10.9kg을 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 중합물을 제조하고, 방사공정 전에 디에틸트리아민을, 중합물을 기준으로 하여, 0.18중량% 첨가하여 폴리우레탄 탄성사를 제조하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.In the production process of the primary polymer, the terminal molar ratio of polytetramethylene ether glycol having an average molecular weight of 1800 and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is 1.60 (NCO / OH = 1.60) without using a homogeneous mixer, A polymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10.9 kg of ethylenediamine described in JP-A-4-100919 was used alone as a chain extender in the process of preparing the secondary polymer. Before the spinning step, diethyltriamine was added to 0.18 wt% based on the polymer to prepare a polyurethane elastic yarn, and the results are shown in Table 1 below.

비교예 3Comparative Example 3

1차 중합물의 제조 과정에서 평균 분자량이 1800인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜과 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 말단 몰 비를 1.62(NCO/OH=1.62)로 하고, 2차 중합물의 제조 과정에서 연쇄 연장제로서 대한민국 특허공보 제98-29659호에 기재되어 있는 바와 동일한 에틸렌디아민 8.9kg/1,2-디아미노프로판 2.7kg/디에틸트리아민 0.05kg 혼합액(몰 비=80/19.7/0.3)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 중합물을 제조하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.In the production process of the primary polymer, the terminal molar ratio of polytetramethylene ether glycol having an average molecular weight of 1800 and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is 1.62 (NCO / OH = 1.62), and the production process of the secondary polymer is Ethylenediamine 8.9 kg / 1,2-diaminopropane 2.7 kg / diethyltriamine 0.05 kg mixed liquid as described in Korean Patent Publication No. 98-29659 as a chain extender in (molar ratio = 80 / 19.7 / 0.3 A polymer was prepared in the same manner as in Example 1 except for using), and the results are shown in Table 1 below.

위의 실시예와 비교예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 수득한 폴리우레탄 탄성사는 원사와 환편물의 내열성 면에서 비교예 1 및 비교예 3보다 우수하며 점도 안정성에 있어서 비교예 2보다 우수하다. 즉, 실시예의 탄성 원사는 점도 안정성을 유지하면서 다른 물성에 거의 영향을 주지 않고 탄성 원사의 내열성을 효과적으로 증가시킨 것을 특징으로 한다.As can be seen through the above examples and comparative examples, the polyurethane elastic yarn obtained according to the production method of the present invention is superior to Comparative Examples 1 and 3 in terms of heat resistance of the yarn and the circular knitted fabric, and in terms of viscosity stability It is superior to Comparative Example 2. That is, the elastic yarn of the embodiment is characterized in that the heat resistance of the elastic yarn is effectively increased with little effect on other physical properties while maintaining viscosity stability.

본 발명에 따라 제조되는 폴리우레탄 탄성사는 점도 안정성이 좋고 내열성이 우수하여, 고온의 염색공정이 필요한 폴리에스테르 섬유와의 교직 및 환편물의 상대 탄성사로서 매우 적합하다.The polyurethane elastic yarns produced according to the present invention have excellent viscosity stability and excellent heat resistance, and are very suitable as cross-linking yarns for knitting and circular knitted fabrics with polyester fibers requiring a high temperature dyeing process.

Claims (3)

글리콜 대비 디이소시아네이트의 반응 몰 비를 1 : (1.4 ∼ 1.55)로 하여 교반하면서 반응시켜 이소시아네이트 말단 차단 중합물을 제조하고, 93 내지 98몰%의 에틸렌디아민, 2 내지 7몰%의 1,2-디아미노프로판 및 0.2 내지 0.8몰%의 디에틸트리아민의 혼합물을 연쇄 연장제로서 사용하여, 이를 1차 중합물과 반응시킴을 특징으로 하는, 폴리우레탄 섬유용 중합물의 제조방법.The reaction molar ratio of diisocyanate to glycol was 1: 1: (1.4 to 1.55) to react with stirring to prepare an isocyanate endblock polymer, 93 to 98 mol% ethylenediamine, 2 to 7 mol% 1,2-dia A process for producing a polymer for polyurethane fibers, characterized in that a mixture of minopropane and 0.2 to 0.8 mole% diethyltriamine is used as a chain extender to react with the primary polymer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 글리콜로는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(분자량 1700-2000)을, 디이소시아네이트로서는 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트)를 사용함을 특징으로 하는, 폴리우레탄 섬유용 중합물의 제조방법.Polytetramethylene ether glycol (molecular weight 1700-2000) as glycol, and methylene-bis (4-phenylisocyanate) as diisocyanate, The manufacturing method of the polymer for polyurethane fibers characterized by the above-mentioned. 제 1항의 방법에 따라 제조한 폴리우레탄 섬유용 중합물을 180 내지 280℃의 온도에서 건식 방사하여 수득한 탄성섬유.Elastic fibers obtained by dry spinning the polymer for polyurethane fibers prepared according to the method of claim 1 at a temperature of 180 to 280 ℃.
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