KR100473412B1 - 폴리우레탄계탄성섬유용처리제및그처리제를이용하여처리된폴리우레탄계탄성섬유 - Google Patents

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Abstract

분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 5×10-6 내지 50 × 10-6㎡/S인 실리콘 오일과 변성실리콘을 주성분으로 하는 분산제로 구성되고, 그 분산매체/그 분산제 = 100/0.5 내지 100/4.5(중량비)의 비율로 이루어지는 실리콘 혼합물 중에 고급지방산 마그네슘염이 그 실리콘오일 100중량부당 1 내지 10중량부의 비율로 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.

Description

폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제 및 그 처리제를 이용하여 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유{TREATMENT FOR ELASTIC POLYURETHANE FIBERS, AND ELASTIC POLYURETHANE FIBERS TREATED THEREWITH}
본 발명은 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제 및 그 처리제를 이용하여 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조공정에 있어서, 사용할 때의 처리제의 점도가 장기간 유지되어 안정되어 있고, 또한 처리제 중의 고급지방산 마그네슘염이 양호하게 분산된 처리제를 폴리우레탄계 탄성섬유에 부여함으로써, 양호한 감김 형상과 실의 풀림성을 가진 패키지의 제조를 가능하게 하고, 또한 가공공정에 있어서는 가이드류에의 처리제의 탈락과 축적을 저감시켜, 안정된 조업성(실의 통과성)을 부여할 수 있는 폴리우레탄 탄성 섬유용 처리제 및 그 처리제를 이용하여 처리된 폴리우레탄계 탄성 섬유에 관한 것이다.
폴리우레탄계 탄성사를 처리하는 종래의 방법으로서, 폴리디메틸 실록산 또는 광물유(鑛物油)에 1) 고급지방산 금속염을 분산한 처리제로 처리하는 방법(일본특허 공개공보 소37-4586, 일본특허 공개공보 소40-5557, 일본특허 공개공보평6-15745호 공보), 2) 아미노 변성 실리콘을 배합한 처리제로 처리하는 방법(일본특허 공개공보 소63-8233호 공보), 3) 폴리에테르 변성 실리콘을 배합한 처리제로 처리하는 방법(일본특허 공개공보 소61-459, 일본특허 공개공보 평2-127569, 일본특허 공개공보 평6-41873호 공보), 4) 실리콘 수지를 배합한 처리제로 처리하는 방법(일본특허 공개공보 소42-8438, 일본특허 공개공보 소63-12197, 일본특허 공개공보 평8-74179호 공보), 5) 아미노 변성 실리콘과 실리콘 수지를 배합한 처리제로 처리하는 방법(일본특허 공개공보 평3-294524, 일본특허 공개공보 평3-51374, 일본특허 공개공보 평5-195442호 공보)등이 있다.
그러나, 종래의 폴리디메틸실록산이나 광물유에 고급지방산 금속염을 분산한 처리제로 폴리우레탄계 탄성사를 처리하는 방법으로는, 고급지방산 금속염의 초기 분산 상태가 유지되지 않아 시간경과에 따라 응집, 침전 등 처리제의 분산 안정성이 현저하게 저하되므로, 처리제를 사용하는 경우, 충분히 교반하더라도 고급지방산 금속염이 응집하여 있으므로, 이것으로 처리된 폴리우레탄 탄성사는 패키지에서 겹쳐지는 실의 가닥이 서로 밀착되어 만족하는 풀림성을 얻을 수 없다. 또한, 가공공정에서는 응집한 고급지방산 금속염이 가이드류에 탈락, 축적되므로, 이것이 원인이 되어 실의 끊어짐이 발생한다는 결점이 있다. 또한 고급지방산 금속염을 다량으로 분산한 처리제로 처리하는 방법에는, 사용 중에 섬유로부터의 용출물에 의한 처리제의 점도가 시간경과에 따라 상승하므로, 안정된 조업성을 얻을 수 없다는 결점이 있다. 또한, 폴리디메틸 실록산이나 광물유에 아미노 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘 또는 실리콘 수지 등의 변성 실리콘을 배합한 처리제로 처리한 경우, 고급지방산 금속염을 배합한 처리제로 처리하는 경우보다도 폴리우레탄계 탄성사의 패키지에서의 실의 가닥끼리의 밀착을 방지하는 효과가 약하여 만족하는 풀림성을 얻을 수 없다. 특히, 아미노 변성 실리콘이나 폴리에테르 변성 실리콘을 배합한 처리제에서 처리한 경우, 섬유간 마찰계수가 현저하게 낮아져 패키지의 감김이 무너지는 일이 발생하여 양호한 감김 형상을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 섬유로부터 저분자량 성분이 용출하여, 시간경과에 따라 가이드류에 찌꺼기(scum)로 탈락, 축적되므로, 안정된 조업성을 얻을 수 없다는 결점이 있다.
발명의개시
본 발명의 목적은, 폴리우레탄계 탄성섬유에 우수한 감김 형상과 풀림성을 부여하고, 가공공정에 있어서도 가이드류에의 찌꺼기의 부착 및 축적을 저감할 수 있으며, 안정된 조업성을 부여할 수 있는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제, 및 그 처리제를 이용하여 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 분산매체로서 25℃에 있어서의 점도가 5×10-6 내지 50×10-6㎡/S의 실리콘 오일과 변성실리콘을 주성분으로 하는 분산제로 구성되고, 그 분산매체/그 분산제 =100/0.5 내지 100/4.5(중량비)의 비율로 구성되는 실리콘 혼합물중에 아래의 식 1에서 기재하는 고지방산 마그네슘염이 그 실리콘 오일100중량부당 1 내지 10중량부의 비율로 콜로이드 상으로 분산된 분산액으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제를 얻을 수 있다.
(R2, R3: 탄산수 11 내지 21의 알킬기)
본 발명은, 도면을 참조함으로써 양호하게 이해할 수 있다.
도1은 대섬유 마찰계수 측정장치의 개략도이다. 도2는 대금속 마찰계수 측정장치의 개략도이다. 도3은 감김 형상을 도시하는 설명도이다. 도4는 풀림성 측정장치의 개략도이다.
발명을실시하기위한최량의형태
본 발명의 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제(이하, 간단히 「처리제」라고 하는 경우도 있다.)에 있어서, 분산매체로서 이용되는 실리콘 오일로는 25℃에 있어서 점도가 5×10-6내지 50×10-6㎡/S의 것이나, 10×10-6 내지 30×10-6㎡/S의 것이 바람직하다. 이러한 점도는, JIS-K2283(석유제품 동점도(動粘度) 시험방법)에 기재된 방법으로 측정되는 값이다. 이러한 실리콘 오일로는, 실록산 단위로서, 1)디메틸 실록산 단위로 구성되는 폴리디메틸 실록산, 2) 디메틸 실록산 단위와 탄소수 2 내지 4의 알킬기를 포함하는 알킬 실록산 단위로 구성되는 폴리디알킬 실록산류, 3) 디메틸 실록산 단위와 메틸페닐 실록산 단위로 구성되는 폴리실록산류 등이 포함되나, 실리콘 오일로서는 폴리디메틸 실록산이 바람직하다.
본 발명의 처리제에 있어서, 분산제로서 이용되는 변성 실리콘은, 필수 구성단위로서 디메틸 실록산 단위를 포함하는 선상(線相) 폴리오르가노 실록산이다.
이러한 변성 실리콘으로는 아미노 변성 실리콘, 카르복시 아미드 변성 실리콘, 카르복시 변성 실리콘 등이 포함된다.
본 발명에 있어서, 아미노 변성 실리콘이란, 필수 구성단위로서 디메틸 실록산 단위와 아미노 변성기를 가지는 실록산 단위를 포함하는 선상 폴리오르가노 실록산을 말한다.
아미노 변성기를 가지는 실록산 단위로서는, 아래의 식Ⅱ에 있어서, 폴리오르가노 실록산 사슬 중에 존재하는 c로 연결된 2가의 메틸·아미노 변성 실록산 단위 및 말단기로서 1가의 디메틸·아미노 변성 실록산 단위 또는 디메틸·아미노 변성 실릴 단위를 들 수 있다.
본 발명은, 이러한 아미노 변성 실록산 단위의 종류나, 그 결합위치를 제한하는 것이 아니나, 적어도 c로 포괄되는 2가의 메틸·아미노 변성 실록산 단위를 가지는 것이 후기하는 고급 지방산 마그네슘염의 분산성에 있어서 바람직하다. 이와 같이 아미노 변성기를 말단이 아닌 폴리오르가노 실록산 사슬 중에 가지는 경우, 이를 포함하는 실록산 단위로서는 1 또는 2 내지 5의 반복 단위로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 말단기로서는 X1, X2메틸기에 상당하는 트리메틸 실록산 단위 또는 트리메틸 실릴 단위이든 또는 X1, X2가 메틸기에 상당하는 트리메틸 실록산 단위 또는 트리메틸 실릴 단위이든, 또는 X1, X2가 아미노 변성기인 메틸·아미노 변성 실록산 단위 또는 디메틸·아미노 변성 실릴 단위이든 별다른 지장은 없다.
(식Ⅱ에 있어서, X1, X2, X3: 메틸기 또는 -R4(NH-R5) d-NH2로 표시되는 아미노 변성기이어도, 적어도 어느 하나가 그 아미노 변성기
R1 : 탄소수 2 내지 5의 알킬기 또는 페닐기
R4, R5: 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기
a, b : a가 25 내지 400, b가 0 내지 200의 정수이고, 또한 25≤a+b≤400을 만족하는 것
c : 0 내지 10의 정수
d: 0 또는 1)
본 발명에 이용되는 아미노 변성 실리콘에 있어서, 폴리오르가노 실록산 주사슬을 형성하는 것이 되는 아미노 변성기를 함유하지 않는 실록산 단위로서는 디메틸 실록산 단위에 더하여 식Ⅱ중의 b로 포괄되는 2가의 오르가노 실록산 단위를 포함할 수 있다. 이러한 실록산 단위의 반복수의 총합으로서는 25 내지 400으로 하나, 디메틸실록산 단위만으로 이루어지고, 또한 그 반복수가 100 내지 200의 것이 특히 바람직하다.
상기한 아미노 변성 실리콘에 있어서, 아미노 변성기로서는 일반식-R4(NH-R5-) d-NH2에 있어서, 1) d=0의 경우에 해당하는 알킬기의 탄소수가 2 내지 5의 아미노 알킬기 및 2) d=1의 경우에 해당하는 알칼기의 탄소수가 2 내지 5의 아미노 알킬 아미노 알킬기가 포함된다. 상기 1)의 구체예로서는, 2-아미노 에틸기, 3-아미노 프로필기, 4-아미노 부틸기 등을 들 수 있으나, 2-아미노 에틸기 또는 3-아미노 프로필기가 유리하게 적용될 수 있다. 또한 상기 2)의 구체예로서는, N-(2-아미노 에틸)-3-아미노 프로필기, N-(2-아미노 에틸)-2-아미노 에틸기 등을 들 수 있으나, N-(2-아미노에틸)-3-아미노 프로필기가 유리하게 적용될 수 있다.
본 발명에 있어서 카르복시 아미노 변성 실리콘이란, 필수 구성단위로서, 디메틸 실록산 단위와 카르복시 아미노 변성기를 가지는 실록산 단위를 포함하는 선상 폴리오르가노 실록산을 말한다. 카르복시 아미드 변성기를 가지는 실록산 단위로는, 식Ⅲ에 있어서 폴리오르가노 실록산 사슬 중에 존재하는 d로 포괄되는 2가의 메틸·카르복시 아미노 변성 실록산 단위 및 말단기로서의 1가의 디메틸·카르복시 아미드 변성 실록산 단위 또는 디메틸·카르복시 아미드 변성 실릴 단위를 들 수 있다. 본 발명은 이러한 카르복시 아미드 변성 실록산 단위 및/또는 카르복시 아미드 변성 실릴 단위의 종류나 그 결합 위치를 제한하는 것은 아니나, 적어도 d에서 포괄되는 2가의 메틸·카르복시 아미드 변성 실록산 단위를 가지는 것이 후기하는 고급지방산 마그네슘염의 분산성에 있어서 바람직하다. 이와 같이 카르복시 아미드 변성기를 말단이 아니라 폴리오르가노 실록산 사슬 중에 가지는 경우, 이를 포함하는 실록산 단위로서는 1개 또는 2 내지 5의 반복 단위로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 말단기로서는, X1과 X2가 메틸기에 상당하는 트리메틸 실록산 단위 또는 트리 메틸실릴 단위인 것이 특히 바람직하다.
(식Ⅲ에 있어서,
X1, X2, X3 : 메틸기 또는 아래의 식 Ⅳ에서 도시되는 카르복시 아미드 변성기이고,
적어도 그 하나가 그 카르복시 아미드 변성기
R1 : 탄소수 2 내지 5의 알킬기 또는 페닐기
R2 : -R5-(NH-R6-) f-NH2
R5, R6: 탄소수 2 내지 5의 알킬기
a, b, c : a가 25 내지 400, b가 0 내지 200의 정수, c가 0 내지 5의 정수이고, 또한 25≤a+b+c≤600을 만족하는 것
d : 0 내지 10의 정수
f : 0 또는 1)
(식Ⅳ에 있어서,
R7, R8 : 탄소수 2 내지 5의 알킬기
R9 : 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기를 가지는 알케닐 에틸렌기 또는 페닐렌기
e : 0 또는 1)
본 발명에 이용되는 카르복시 아미드 변성 실리콘에 있어서, 폴리오르가노 실록산 주사슬을 형성하는 카르복시 아미드 변성기를 함유하지 않는 실록산 단위로는 디메틸실록산 단위에 추가하여 식Ⅲ중의 b로 포괄되는 2가의 오르가노 실록산 단위와 c로 포괄되는 2가의 아미노 변성 실록산 단위를 포함할 수 있다. 이러한 실록산 단위의 반복수의 총합으로서는 25 내지 400으로 하거나, 디메틸 실록산 단위만으로 이루어지고, 또한 그 반복수가 100 내지 200의 것이 특히 바람직하다.
상기한 카르복시 아미드 변성 실리콘에 있어서, 카르복시 아미드 변성기로서는, 식 Ⅳ에서 도시되는 -R7-(NH-R8-) e-NHCO-R9-COOH에 있어서, 1) e=0의 경우에 해당하는 알킬기의 탄소수가 2 내지 5인 카르복시 아미드 알킬기 및 2) e=1의 경우에 해당하는 알킬기의 탄소수가 2 내지 5의 카르복시 아미드 알킬 아미노 알킬기가 포함된다. 상기 1)의 구체예로서는, N-(2-카르복시 에틸 카르보닐)-2-아미노에틸기, N-(2-카르복시 에틸 카르보닐)-3-아미노 프로필기, N-(2-카르복시 에틸 카르보닐)-4-아미노 부틸기 등을 들 수 있으나, N-(2-카르복시 에틸 카르보닐)-2-아미노 에틸기 또는 N-(2-카르복시 에틸 카르보닐)-3-아미노 프로필기가 유리하게 적용될 수 있다. 또한 상기 2)의 구체예로서는, N-{N-(4-카르복시 부틸 카르보닐)-2-아미노에틸}-3-아미노 프로필기, N-{N-(4-카르복시 부틸 카르보닐)-2-아미노 에틸}-2-아미노 에틸기 등을 들 수 있으나, N-{N-(4-카르복시 부틸 카르보닐)-2-아미노 에틸}-3-아미노 프로필기가 유리하게 적용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 카르복시 변성 실리콘이란, 필수 구성단위로서 디메틸 실록산 단위와 카르복시 변성기를 가지는 실록산 단위를 포함하는 선상 폴리오르가노 실록산을 말한다. 카르복시 변성기를 가지는 실록산 단위로서는, 아래 식 Ⅴ에 있어서 폴리오르가노 실록산 사슬 중에 존재하는 g로 포괄된 2가의 메틸·카르복시 변성 실록산 단위 및 말단기로서의 1가의 메틸·카르복시 변성 실록산 단위 또는 디메틸·카르복시 변성 실릴 단위를 들 수 있다. 본 발명은 이러한 카르복시 변성 실록산 단위, 카르복시 변성 실릴 단위의 종류나 그 결합위치를 제한하는 것은 아니나, 적어도 g로 포괄되는 2가의 메틸 카르복시 변성 실록산 단위를 가지는 것이 처리제의 시간경과에 따른 점도의 상승을 억제하는 성질과 후기하는 고급지방산 마그네슘염의 분산성에 있어서 바람직하다. 이와 같이 카르복시 변성기를 말단이 아니라 폴리오르가노 실록산 사슬 중에 가지는 경우, 이를 포함하는 실록산 단위로서는 1개 또는 2 내지 20의 반복단위로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 말단기로서는 X4, X5가 메틸기에 상당하는 트리메틸 실록산단위, 트리메틸 실릴 단위이어도 또는 X4, X5가 카르복시 변성기인 디메틸·카르복시 변성 실록산 단위, 디메틸·카르복시 변성 실릴 단위이어도 특별한 지장은 없다.
(식 Ⅴ에 있어서,
X4, X5, X6: 메틸기 또는 -R7-COOH로 나타내는 카르복시 변성기이고, 적어도 하나가 그 카르복시 변성기
R2 : 탄소수 2 내지 5인 알킬기 또는 페닐기
R7 : 탄소수 2 내지 5인 알킬렌기
e, f : e가 25 내지 800, f가 0 내지 200의 정수이고, 또한 25≤e+f≤800을 만족하는 것
g : 0 내지 20의 정수)
본 발명에 사용하는 카르복시 변성 실리콘에 있어서, 폴리오르가노 실록산 주사슬을 형성하는 것이 되는 카르복시 변성기를 포함하지 않는 실록산 단위로서는 디메틸 실록산 단위에 추가하여 식 Ⅴ중의 f로 포괄되는 2가의 오르가노 실록산 단위를 포함할 수 있다. 이러한 실록산 단위의 반복수의 총합으로서는 25 내지 800으로 하거나, 디메틸 실록산 단위만으로 이루어지는, 또한 그 반복수가 100 내지 400의 것이 특히 바람직하다.
상기 카르복시 변성 실리콘에 있어서, 카르복시 변성기로서는, 2-카르복시 에틸기, 3-카르복시프로필기, 3-카르복시-1-메틸 프로필기 등을 들 수 있으나, 3-카르복시프로필기가 유리하게 적용될 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는 분산제로서는 유기 카르본산을 이용하는 것도 바람직하게 실시된다.
본 발명에 이용되는 유기 카르본산은, 탄소수 4 내지 22인 1 내지 4가의 유기 카르본산이고 또한 융점이 50 내지 220℃인 유기 카르본산의 단독물 또는 혼합물이다. 이것에는 1) 지방산 모노카르본산, 2) 지방족 디카르본산, 3) 지방족 디카르본산 무수물, 4) 방향족 디∼테트라 카르본산, 5) 방향족 디∼테트라 카르본산 무수물이 포함된다. 구체적으로는, 지방족 모노카르본산으로서는 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산, 아라킨산, 베헨산 등을 들 수 있다. 지방족 디카르본산 또는 그 무수물로서는 호박산, 무수호박산, 말레인산, 무수말레인산, 아디핀산, 세바신산, 아젤라인산 등을 들 수 있다. 방향족 디∼테트라카르본산 무수물로는, 무수 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 트리메리트산, 무수트리메리트산, 피로메리트산, 무수 피로메리트산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 지방족 디카르본산과 지방족 디카르본산 무수물이 바람직하고, 말레인산, 아디핀산 및 무수호박산이 특히 바람직하다.
본 발명은 상기한 바와 같이 1 내지 4가의 유기 카르본산의 단독물 또는 혼합물이고, 그 융점이 50 내지 220℃의 단독물 또는 혼합물을 이용하는 것도 바람직하게 실시되고, 이러한 융점은 JIS-K8004(시약일반시험방법)에 기재된 방법으로 측정되는 값이다. 1 내지 4가의 유기 카르본산의 혼합물을 이용하는 경우에는, 그 융점이 50 내지 220℃가 되도록 혼합하는 각 유기 카르본산의 비율을 적정하게 결정할 수 있다.
본 발명에 사용하는 처리제에 이용하는 식 Ⅰ로 나타내는 고급지방족 마그네슘염은, 탄소수 12 내지 22의 지방족의 마그네슘염의 단독물 또는 혼합물이다. 이것에는 1) 동일한 탄소수를 가지는 고급지방산으로 이루어지는 마그네슘염, 2) 상이한 탄소수의 고급지방산으로 구성되는 마그네슘염, 3) 이러한 혼합물이 포함된다. 이것에는 예를 들면 디라우린산 마그네슘염, 디미리스틴산 마그네슘염, 디팔미틴산 마그네슘염, 디스테아린산 마그네슘염, 디아라킨산 마그네슘염, 디베헨산 마그네슘염 등의 동일한 지방산의 마그네슘염, 미리스틴산 팔미틴산 마그네슘염, 미리스틴산 스테아린산 마그네슘염, 팔미틴산 스테아린산 마그네슘염 등의 다른 지방산의 마그네슘염, 이러한 혼합물 등을 들 수 있으나, 그 중에서도 디미리스틴산 마그네슘염, 디팔미틴산 마그네슘염, 디스테아린염 마그네슘염 및 이러한 혼합물이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 처리제는, 상기한 바와 같이 분산매체로서의 실리콘 오일과 분산제로서의 변성 실리콘이 소정비율로 이루어지는 실리콘 혼합물 중에 고급지방산 마그네슘 염을 콜로이드 상으로 분산시킨 분산 액으로 구성되는 것이다.
이 때, 실리콘 오일과 변성 실리콘의 비율로서, 실리콘 오일/ 변성 실리콘=100/0.5 내지 100/4.5(중량비)로 하나, 100/0.5 내지 100/2(중량비)로 하는 것이 바람직하다. 또한 고급지방산 마그네슘염을 사용하는 비율로서는, 실리콘 오일 100중량부당 1 내지 10 중량부로 하나, 2 내지 8중량부로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 고급 지방산 마그네슘염을 실리콘 혼합물 중에 분산시키는 방법을 특별히 제한하는 것은 아니나, 이것에는 예를 들면, 1) 고급지방산 마그네슘염과 실리콘 혼합물을 소정비율로 혼합하고, 습식 분쇄하여 고급지방산 마그네슘염이 콜로이드 상으로 분산된 분산액을 조제하는 방법을 들 수 있다. 이 때 습식 분쇄에 이용하는 분쇄기로서는 종형 비드 밀, 횡형 비드 밀, 샌드 글라인더, 콜로이드 밀 등의 공지의 습식 분쇄기가 사용될 수 있다.
본 발명은 고급 지방산 마그네슘염이 콜로이드상으로 분산된 분산액에 있어서 콜로이드 입자의 입자지름을 특별히 제한하는 것은 아니나, 후기하는 방법에서 측정된 평균입자지름으로서 0.1 내지 0.5㎛로 하는 것이 바람직하다.
이렇게 얻어진 고급지방산 마그네슘염이 실리콘 혼합물 중에 콜로이드 상으로 분산한 분산액은 본 발명에 사용하는 처리제이다.
또한 본 발명에 의하면, 상기한 분산액에 아래의 폴리오르가노 실록산을 더 함유될 수 있다. 즉, 폴리오르가노 실록산을 구성하는 주 반복단위로서 아래의 식 Ⅵ으로 표시되는 무수 규산 단위 및 실릴 말단기로서 아래의 식 Ⅶ으로 표시되는 1가의 오르가노 실록산 단위로 구성되고, 또한 분자중에 실라놀잔기를 가지는 것이다.
(식 Ⅶ에 있어서,
R8, R9, R10 : 동시에 동일 또는 상이한, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 페닐기)
이러한 폴리오르가노 실록산은, 상기한 식 Ⅵ으로 표시되는 무수 규산단위를 형성하는 것으로 이루어지는 실라놀 형성성 화합물(A)과 식Ⅶ로 표시되는 1가의 오르가노 실록산 단위를 형성하는 것으로 구성되는 실라놀 형성성 화합물(B)를 사용하고, 실라놀 형성반응 및 실라놀 형성반응에 의하여 생성한 실라놀 화합물의 축중합 반응이라는 공지의 폴리오르가노 실록산 생성반응에 의하여 제조된다.
본 발명에 사용하는 폴리오르가노 실록산으로는, 상기한 바와 같이 분자 중에 실라놀 잔기를 함유한다. 본 발명에 있어서 폴리오르가노 실록산 생성 반응에 있어서는, 무수 규산 단위를 형성하는 것으로 이루어지는 폴리오르가노 실록산 반응과 실록산 사슬중에 존재하는 실라놀기와 1가의 오르가노 실록산 단위를 형성하는 것으로 이루어지는 실라놀 형성성 화합물(B)과의 축합에 의한 실릴 말단기 형성반응에 의하여 본 발명의 폴리오르가노 실록산을 얻을 수 있다. 이 경우 실릴 말단기 형성 반응에 관여하지 않는 실록산 사슬중의 실라놀기는 그대로 폴리오르가노 실록산 분자중에 잔존하는 것으로 한다. 본 발명에 있어서, 실라놀기의 잔존하는 비율을 조정하기 위하여, 상기한 실라놀 형성성 화합물(A)과 실라놀 형성성 화합물(B)과의 반응비율을 적절하게 선택함으로써 달성된다.
본 발명에 의하면, 실라놀기의 잔존 비율을 바람직한 범위로 하기 위하여, 실라놀 형성성 화합물(A)/ 실라놀 형성성 화합물(B) = k/{8 / 5×(k+1)} 내지 k / {2 / 5×(k+1)} (몰 비) (단, 이 때, k는 1 이상의 정수이다)로 하는 것이 바람직하다. 실라놀 형성성 화합물 (A)과 실라놀 형성성 화합물(B)과의 비율을 상기 범위로 함으로써, 이론상으로는, 폴리오르가노 실록산 생성반응에 있어서, 폴리오르가노 실록산 사슬 중에 존재하는 실라놀기의 20 내지 80몰％가 실릴말기에 의하여 봉쇄된 것으로 된다.
상기한, 실록산 단위를 형성하기 위한 원료로서는, 식Ⅵ으로 표시되는 무수 규산 단위를 형성하는 것으로 이루어지는 실라놀 형성성 화합물(A)로서, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 등의 테트라알콕시실란 및 테트라쿠롤실란 등의 테트라할로겐화실란, 등을 들 수 있다. 식Ⅶ에서 표시한 1가의 실록산 단위를 형성하는 것으로 이루어지는 실라놀 형성성 화합물(B)로서는, 트리메틸메톡시실란, 트리에틸메톡시실란, 트리프로필메톡시실란, 디메틸에틸메톡시실란 등의 트리알킬알콕시실란, 디메틸페닐메톡시실란 등의 페닐기를 포함하는 알킬페닐알콕시실란, 트리메틸크롤실란 등의 트리알킬할로겐화 실란 등을 들 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기한 폴리오르가노 실록산의 함유비율로는, 분산매체로 이용한 실리콘 오일 100중량부당 0.5 내지 5중량부로 하는 것이 바람직하고, 1 내지 3중량부로 하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 폴리오르가노 실록산을 상기한 고급 지방산 마그네슘염이 콜로이드 분산된 분산액에 첨가함으로써 폴리우레탄계 탄성 섬유에 대하여 당초의 성능을 저해하지 않으면서 정전기의 발생을 방지하는 현저한 효과를 가지는 것이 된다.
본 발명의 처리제로는 분산매체로서 실리콘 오일을 이용하고, 분산제로서는 아미노 변성 실리콘, 카르복시 아미드 변성 실리콘, 아미노 변성 실리콘과 유기 카르본산, 아미노 변성 실리콘과 카르복시 변성 실리콘을 이용하고, 실리콘 혼합물을 조제하고, 그 실리콘 혼합물 중에 고급지방산 마그네슘염을 콜로이드 상으로 분산된 분산액 및 이 분산액에 대하여 상기한 폴리오르가노 실록산을 용해시킨 것을 포함한다. 이러한 고급지방산 마그네슘염의 콜로이드 분산계로 이루어지는 본 발명의 처리제에 있어서, 콜로이드 상으로 분산한 고급 지방산 마그네슘염의 응집이나 침전을 억제하고, 안정된 분산성을 장기간 유지시키며, 폴리우레탄계 탄성 섬유의 제조, 가공공정에 있어서 소망하는 성능을 발휘시키는데는, 그 분산계에 있어서 고급지방산 마그네슘염의 콜로이드 입자 표면의 하전특성이 특히 중요하다. 그것에 의하면, 후기하는 바와 같은 방법으로 측정된 제타 전위로서 -30㎷ 내지 -100㎷의 범위로 하는 것이 필요하다.
본 발명에 있어서 처리대상이 되는 폴리우레탄계 탄성섬유로는, 적어도 85중량％의 세그먼트화한 폴리우레탄을 포함하는 긴 사슬 중합체로부터의 필라멘트 또는 섬유를 의미한다.
이 중합체는 2종류의 형의 세그먼트 : (a) 긴 사슬 폴리에테르, 폴리에스테르 또는 폴리에테르에스테르 세그먼트인 소프트 세그먼트와 (b) 이소시아네이트와 디아민 또는 디올 사슬 신장제와의 반응에 의하여 유도된 비교적 짧은 사슬의 세그먼트인 하드 세그먼트를 함유한다. 통상적으로는 폴리우레탄계 탄성체는 히드록실 말단 소프트 세그먼트 전구체를 유기 디이소시아네이트로 캡핑함으로써 얻어지는 프리폴리머 생성물을 디아민 또는 디올로 사슬 신장시켜 제조한다.
전형적인 폴리에테르 소프트 세그먼트에는 테트라메틸렌글리콜, 3-메틸-1, 5-펜탄디올, 테트라히드로플란, 3-메틸테트라히드로플란등으로부터 유도된 것, 및 이들의 공중합체가 포함된다. 그 중에서도 테트라메틸렌글리콜로부터 유도된 폴리에테르가 바람직하다. 전형적인 폴리 에스테르 소프트 세그먼트에는 (a) 에틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 2, 2-디메틸-1, 3-프로판디올 등과, (b) 2염기산, 예를 들면 아디핀산, 호박산 등의 반응성물이 포함된다. 소프트 세그먼트는 또한, 전형적인 폴리에테르와 폴리에스테르로부터, 또는 폴리카보네이트디올, 예를 들면 폴리-(펜탄-1, 5-카보네이트) 디올 및 폴리-(헥산-1, 6-카보네이트) 디올 등으로 형성된 폴리에테르에스테르와 같은 공중합체이어도 된다.
본 발명 기재의 폴리우레탄계 탄성체의 제조에 적합한 유기 디이소시아네이트의 전형은, 비스-(p-이소시아네이트페닐)-메탄(MDI), 트릴렌디이소시아네이트(TDI), 비스(4-이소시아네이트 시클로헥실)-메탄(PICM), 헥사메틸렌디이소시아네이트, 3, 3, 5-트리메틸-5-메틸렌시클로헥실디이소시아네이트 등이다. 그 중에서 특히 MDI가 바람직하다.
여러 가지 디아민, 예를 들면 에틸렌디아민, 1, 3-시클로헥산디아민, 1, 4-시클로헥산 디아민 등이 폴리우레탄우레아를 형성시키기 위한 사슬 신장제로 매우 적합하다. 사슬 정지제는, 폴리우레탄우레아의 최종적인 분자량의 조절을 돕기 위하여 반응혼합물에 함유시킬 수 있다. 통상, 사슬 정지제는 활성수소를 가지는 관능성 화합물, 예를 들면 디에틸렌아민이다.
또한 사슬 신장제로는, 상기 아민에 한정되지 않고, 디올이어도 된다. 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1, 3-프로판디올, 4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1, 2-프로필렌글리콜, 1, 4-시클로헥산디메타놀, 1, 4-시클로헥산디올, 1, 4-버스(β-히드록시에톡시)벤젠, 비스(β-히드록시에틸) 테레프탈레이트 및 파라크실리디올 등이다. 디올 사슬 신장제는, 1종류만으로 된 디올로 한정되는 것은 아니며, 복수 종류의 디올로 구성되는 것이어도 된다. 또한 이소시아네이트기와 반응하는 1개의 수산기를 포함하는 화합물을 병용하여도 된다. 이 경우, 이러한 폴리우레탄을 얻는 방법에 대하여는 용융중합법, 용액중합법 등 공지의 방법을 적용할 수 있고, 한정되는 것은 아니다. 중합의 처방에 대하여도, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리올과 디이소시아네이트와 디올로 구성되는 사슬 신장제를 동시에 반응시킴으로써, 폴리우레탄을 합성하는 방법 등을 들 수 있으며, 어느 방법에 의하더라도 무방하다.
폴리우레탄계 탄성 섬유는 벤조트리아졸계 등의 자외선 흡수제, 힌더드(hindered) 아민계 등의 각종 안료, 황산바륨, 산화아연, 산화세슘, 은이온 등을 함유하는 기능성 첨가제등이 함유되어 있어도 된다.
폴리우레탄 용액에 적합한 용매로는, N, N-디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드 및 N-메틸피로리돈이 포함되나, DMAc가 가장 일반적으로 사용되는 용매이다. 30 내지 40％의 특히 35 내지 38％(용액의 전중량을 기준으로 하여)의 범위내의 폴리우레탄 농도가 필라멘트에의 건조방사에 특히 적합한 것이다. 디올을 사슬 신장제로서 이용한 폴리우레탄계 탄성 섬유는 용융 방사법, 건식 방사법, 습식 방사법 등에 의하여 방사(紡絲)되고, 아민을 사슬 신장제로 이용한 폴리우레탄계 탄성 섬유는 통상 건식 방사된다. 본 발명에 있어서의 방사법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 용매를 이용한 건식 방사가 바람직하다.
본 발명의 처리제를 폴리우레탄계 탄성 섬유에 부착시키기 위하여는, 처리제를 용제등으로 희석하지 않고, 그대로 급유하는 이른바 니트(neat) 급유를 할 필요가 있다.
그 부착공정으로는, 방사후 패키지에 감아들이기까지의 공정, 감아들인 패키지를 되푸는 공정, 정경기(warping machine)를 정경하는 공정을 들 수 있으나, 어느 공정이든 무방하며, 또한 부착방법은, 로울러 급유법, 가이드 급유법, 스프레이 급유법 등의 공지의 방법을 적용할 수 있다. 처리제의 부착량은, 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 1 내지 10중량％로 하나, 3 내지 7 중량％로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 처리방법의 실시형태로서는, 다음 1) 내지 32)를 매우 적합한 예로 들 수 있다.
1) 분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 20 ×10-6 ㎡/S인 실리콘 오일(S-1) 94.3중량부와 분산제로서 식Ⅱ중의 a가 180, b가 0, c가 1, X1, X2가 메틸기, X3가 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아민산 마그네슘염(F-1) 5.0중량부를 첨가하고 20 내지 35℃에서 균일하게 되기까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 이루어지는 처리제.
2) 분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 10×1--6㎡/S인 실리콘 오일(S-2) 95.3중량부와 분산제로서 식Ⅱ 중의 a가 110, b가 0, c가 4, X1, X2가 메틸기, X3가 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-2) 1.2 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5중량부를 가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산제로 이루어지는 처리제.
3)분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.6중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중에 a가 50, b가 5, c가 1, X1와 X2가 메틸기, X3가 N-(2-아미노에틸)-3-아미노플로필기, R1이 n-프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-3) 0.7중량부와 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염(F-2) 3.7중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식분쇄하여 혼합고급지방산 마그네슘염(F-2)가 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제.
4) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.3중량부와 분산제로 하여 식Ⅱ중의 a가 360, b가 0, c가 3, X1과 X2가 메틸기, X3가 3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-4) 0.7중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 5.0중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제.
5) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.4중량부와 분산제로 하여 식Ⅱ중의 a가 180, b가 50, c가 1, X1과 X2, X3가 3-아미노 프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-4) 0.7중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.9 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제.
6) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.4중량부와 분산제로 하여 식Ⅱ중의 a가 30, b가 0, c가 0, X1과 X2가 3-아미노 프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-4) 0.7중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.9 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제.
7) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.4중량부와 분산제로 하여 아미노 변성 실리콘(A-1) 1.2중량부와 테트라메틸실란/트리메틸메톡시실란=50/50(몰비)로 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어지는 실라놀기가 잔존하고 있는 폴리오르가노 실록산(PS-1) 0.9중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제.
8) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 93.0중량부와 분산제로 하여 아미노 변성 실리콘(A-1) 1.3중량부와 테트라메틸실란/트리메틸 메톡시실란= 65/35(몰비)로 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어지는 실라놀기가 잔존하고 있는 폴리오르가노 실록산(PS-2) 2.0중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/스테아린산 =40/60(몰비)의 혼합 고급지방산 마그네슘염(F-2) 3.7중량부를 첨가하고 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식분쇄하여 팔미틴산/스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합 고급지방산 마그네슘(F-2)이 콜로이드 상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제.
9) 분산매체로서 25℃에서 점도가 20×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-1) 94.3중량부와 분산제로 하여 식 Ⅲ중의 a가 80, b와 c가 0, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-{N-(4-카르복시 부틸 카르보닐)-2-아미노에틸}-3-아미노프로필기인 카르복시 아미드 변성 실리콘(A-1) 0.7 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 5.0 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-1).
10) 분산매체로서 25℃에서 점도가 10×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-2) 95.3중량부와 분산제로 하여 식 Ⅲ중의 5a가 150, b가 0, c가 4, d가 5, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-{N-(4-카르복시 부틸 카르보닐)-2-아미노에틸}-3-아미노프로필기, R2가 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필기, R2가 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필기, R2가 N-(2-아미노 에틸)-3 아미노프로필기인 카르복시아미드 변성 실리콘(A-2) 1.2 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 시스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-2).
11) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.6중량부와 분산제로 하여 식 Ⅲ중의 a가 300, b가 5, c가 1, d가 10, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-{N-(4-카르복시 부틸 카르보닐)-2-아미노에틸}-3-아미노프로필기, R1이 페닐기, R2가 N-(2-아미노 에틸)-3 아미노프로필기인 카르복시 아미드 변성 실리콘(A-3) 0.7 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/ 스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염 (F-2) 3.7 중량부를 가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 팔미틴산/스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합 고급지방산 마그네슘염(F-2)가 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-3).
12) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.3중량부와 분산제로 하여 식 Ⅲ중의 a가 570, b가 0, c가 3, d가 15, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-{N-(4-카르복시 부틸 카르보닐)-2-아미노에틸}-3-아미노 프로필기, R2가 N-(2-아미노 에틸)-3-아미노프로필기인 카르복시 아미드 변성 실리콘(A-4) 0.7 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 스테아린산 마그네슘염 (F-1) 5.0중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-4).
13) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.4중량부와 분산제로 하여 식 Ⅲ중의 a가 150, b와 c와 d가 0, X1과 X2가 N-(2-카르복시 에틸 카르보닐)-3-아미노프로필기인 카르복시 아미드 변성 실리콘(A-5) 0.7 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.9중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-5).
14) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.4중량부와 분산제로 하여 식 Ⅲ중의 a가 160, b가 0, c가 1, d가 9, X1과 X2와 X3가 N-(2-카르복시에틸카르보닐)-3-아미노프로필기, R2가 3-아미노프로필기인 카르복시 아미드 변성 실리콘(A-4) 0.7 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.9중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-6).
15) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.4중량부와 분산제로서 카르복시 아미드 변성 실리콘(A-1) 1.2중량부와 테트라메틸실란/트리메틸메톡시실란=50/50(몰비)에서 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어진 실라놀기가 잔존하여 있는 폴리오르가노실록산(PS-1) 0.9중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.5중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-7).
16) 분산매체로서 실리콘 오일(S-2) 93.0중량부와 분산제로 하여 카르복시 아미드 변성 실리콘(A-1) 1.3중량부와 테트라메틸실란/트리프로필메톡시실란=35/65(몰비)로 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어진 실라놀기가 잔존하여 있는 폴리오르가노 실록산(PS-2) 2.0중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/스테아린산=40/60(몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염(F-2) 3.7중량부를 가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 팔미틴산/스테아린산= 40/60 (몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염 (F-2)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-8).
17) 분산매체로서 25℃에서 점도가 20×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-1) 94.2중량부와 분산제로 하여 식 Ⅱ중의 a가 180, b가 0, c가 1, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-(2--아미노에틸}-3-아미노 프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7중량부와 무수호박산 0.1 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 5.0 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-1).
18) 분산매체로서 25℃에서 점도가 10×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-2) 95.2중량부와 분산제로 하여 식 Ⅱ중의 a가 110, b가 0, c가 4, d가 5, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-2-아미노 에틸}-3-아미노 프로필기인 아미드 변성 실리콘(A-2) 1.2 중량부와 무수호박산 0.1 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-2).
19) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.5 중량부와 분산제로 하여 식 Ⅱ중의 a가 50, b가 5, c가 1, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-2-아미노에틸}-3-아미노 프로필기, R1이 n-프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-3) 0.7 중량부와 무수호박산 0.1중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/ 스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염 (F-2) 3.7중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 혼합 고급지방산 마그네슘염(F-2)가 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-3).
20) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.2 중량부와 분산제로 하여 식 Ⅱ중의 a가 360, b가 0, c가 3, d가 15, X1과 X2가 메틸기, X3가 3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-4) 0.7 중량부와 말레인산 0.1중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 스테아린산 마그네슘염 (F-1) 5.0 중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-4).
21) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.2중량부와 분산제로 하여 식 Ⅱ중의 a가 180, b가 50, c가 1, X1과 X2와 X3가 3-아미노프로필기, R1이 페닐기인 아미노 변성 실리콘(A-5) 0.7 중량부와 아디핀산 0.2중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.9 중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 평형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-5).
22) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.9 중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중의 a가 30, b가 0, c가 0, X1과 X2가 3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-6) 0.7 중량부와 스테아린산 0.5중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.9중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-6).
23) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.2중량부와 분산제로서 아미노 변성 실리콘 (A-1) 0.7중량부와 무수호박산 0.1중량부와 테트라메틸실란/트리메틸메톡시실란=50/50(몰비)에서 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어진 실라놀기가 잔존하고 있는 폴리오르가노실록산(PS-1) 1.0중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 4.0중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-7).
24) 분산매체로서 실리콘 오일(S-2) 92.5중량부와 분산제로서 아미노 변성 실리콘 (A-1) 1.2중량부와 무수호박산 0.1과 테트라메틸실란/트리메틸메톡시실란=35/65(몰비)로 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어지는 실라놀기가 잔존하여 있는 폴리오르가노실록산(PS-2) 1.5중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/스테아린산= 40/60(몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염(F-2) 2.0중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 팔미틴산/스테아린산= 40/60 (몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염 (F-2)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-8).
25) 분산매체로서 25℃에서 점도가 20×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-1) 94.2중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중의 a가 180, b가 0, c가 1, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-(2-아미노에틸}-3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7중량부와 식Ⅴ중의 e가 30, f가 0, g가 2, X4와 X5가 메틸기, X6가 3-카르복시프로필기인 카르복시 변성실리콘 (B-1) 0.1중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염 (F-1) 5.0 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-1).
26) 분산매체로서 25℃에서 점도가 10×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-2) 95.2중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중의 a가 110, b가 0, c가 4, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-2-아미노에틸}-3-아미노프로필기인 아미드 변성 실리콘(A-2) 1.2 중량부와 식Ⅴ중의 e가 300, f가 0, g가 9, X4와 X5가 메틸기, X6가 3-카르복시프로필기인 카르복시 변성실리콘 (B-2) 0.1중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.5 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-2).
27) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.6중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중의 a가 50, b가 5, c가 1, X1과 X2가 메틸기, X3가 N-2-아미노에틸}-3-아미노프로필기, R1이 n-프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-3) 0.7 중량부와 식Ⅴ중의 e가 400, f가 350, g가 18, X4와 X5가 메틸기, X6가 3-카르복시프로필기, R2가 n-프로필기인 카르복시 변성실리콘 (B-3) 0.1중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염(F-2) 3.7중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 팔미틴산/스테아린산 40/60(몰비)의 혼합 고급지방산 마그네슘염(F-2)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-3).
28) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.2중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중의 a가 360, b가 0, c가 3, X1과 X2가 메틸기, X3가 3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-4) 0.7 중량부와 식Ⅴ중의 e가 50, f가 0, g가 5, X4와 X5가 메틸기, X6가 3-카르복시프로필기인 카르복시 변성실리콘 (B-4) 0.1중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염 (F-1) 5.0 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-4).
29) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 95.2중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중의 a가 180, b가 50, c가 2, X1과 X2와 X3가 3-아미노프로필기, R1이 페닐기인 아미노 변성 실리콘(A-5) 0.7 중량부와 식Ⅴ중의 e가 200, f가 10, g가 0, X4와 X5가 3-카르복시프로필기, R2가 페닐기인 카르복시 변성 실리콘 (B-5) 0.2중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.9 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-5).
30) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.7중량부와 분산제로서 식 Ⅱ중의 a가 30, b가 0, c가 0, X1과 X2가 3-아미노프로필기인 아미노 변성 실리콘(A-6) 0.7 중량부와 식Ⅴ중의 e가 200, f가 0, g가 2, X4와 X5, X6가 3-카르복시프로필기인 카르복시 변성실리콘 (B-6) 0.7중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염 (F-1) 3.9 중량부를 첨가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 될때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 디스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-6).
31) 분산매체로서 실리콘 오일(S-1) 94.36중량부와 분산제로서 아미노 변성 실리콘 (A-1) 1.2중량부와 카르복시 변성 실리콘(B-1) 0.04중량부와 테트라메틸실란/트리메틸메톡시실란=50/50(몰비)에서 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어진 실라놀기가 잔존하여 있는 폴리오르가노 실록산(PS-1) 0.9중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5 중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-7).
32) 분산매체로서 실리콘 오일(S-2) 92.5중량부와 분산제로서 아미노 변성 실리콘 (A-1) 1.3중량부와 카르복시 변성 실리콘(B-2) 0.5중량부와 테트라메틸실란/트리메틸메톡시실란=35/65(몰비)로 실라놀 형성반응과 축중합반응에 의하여 얻어진 실라놀기가 잔존하고 있는 폴리오르가노 실록산(PS-2) 2.0 중량부를 혼합한 실리콘 혼합물에 팔미틴산/스테아린산= 40/60(몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염(F-2) 3.7중량부를 추가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하고 팔미틴산/스테아린산= 40/60 (몰비)의 혼합고급지방산 마그네슘염 (F-2)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로 구성되는 처리제(T-8).
본 발명에 관한 처리제로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유의 실시형태로서는, 다음의 33) 내지 44)를 가장 적절한 예로 들 수 있다.
33) 부가비율 1.60이 되도록, 분자량 2000인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 2000g과 비스-(p-이소시아네이트페닐)-메탄(MDI) 400g을 질소 밀봉된 교반용기중에 투입하고, 90℃, 3시간으로 반응시키고, 캡드글리콜을 얻었다. 다음으로, 이 캡드그리콜 699g을 N, N-디메틸아세테이트아미드(DMAC)1093g으로 용해시키고, 또한 실온에서 고속 교반장치에서 사슬 신장제 에틸렌디아민 11g, 사슬정지제 디에틸아민 1.6g과 DMAC 195g의 혼합물을 첨가하여 사슬을 신장시켜 고형분 35.6중량％의 폴리머 용액을 얻었다.
이 폴리머 용액에 산화 티탄, 힌더드아민계 내후제(耐候劑), 힌더드 페놀계 산화방지제를 4.7중량％, 3.0중량％, 1.2중량％가 되도록 첨가하고, 혼합하여 균일한 폴리머 혼합용액을 얻었다.
여기서 얻어진 폴리머 혼합용액을 이용하여, 공지의 스판텍스에서 이용되는 건식방사방법에 의하여 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사를 방사하고, 감기 전의 오일링 로울러에 의하여 상기 1)의 처리제를 니트 급유하고, 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성사 섬유에 대하여 6.5중량％로 처리된 폴리 우레탄계 탄성섬유.
34) 상기 33)과 동일하게 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 33과 동일한 방법으로 상기 2)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성 섬유에 대하여 3.5중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
35) 상기 33)과 동일하게 하여 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 33)과 동일한 방법으로 상기 3) 내지 8)의 어느 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 각각 5.0중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
36) 비스-(p-이소시아나이트페닐)-메탄 / 테트라메틸렌에테르글리콜(수 평균 분자량 1800) = 1.58/1(몰비)의 혼합물을 관용수단에 의하여 90℃에서 3시간 반응시켜, 캡드글리콜을 조제하였다. 이 캡드글리콜을 N, N-디메틸아세트아미드(DMAc)로 희석하였다.
다음으로 에틸렌디아민 및 디에틸렌아민을 포함하는 DMAc용액을 캡드글리콜의 DMAc용액에 첨가하고 실온에서 고속교반장치를 이용하여 혼합하여 사슬을 신장시켰다. 다음으로 DMAc를 첨가하여 폴리머가 약 35중량％ 용해한 DMAc용액을 얻었다. 얻어진 폴리머의 DMAc용액에, 폴리머당 산화티탄 4.7중량％, 힌더드 아민계 내후제 3.0중량％, 힌더드 페놀계 산화방지제 1.2중량％가 되도록 첨가하고, 혼합하여 균일한 폴리머 혼합용액을 얻었다. 이때 얻어진 폴리머 혼합용액을 이용하여, 공지의 스판텍스용 건식 방사방법에 의하여 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사를 방사하고, 감기 전의 오일링 로울러에 의하여 상기 9)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 6.5중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
37) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 10)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 3.5중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
38) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 11) 내지 16)의 어느 한 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 5.0중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
39) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 17)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 각각 6.5중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
40) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 18)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 각각 3.5중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
41) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 19) 내지 24)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 각각 5.0중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
42) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 25)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 각각 6.5중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
43) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 26)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 3.5중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
44) 상기 36)과 마찬가지로 얻은 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사에 상기 36)과 동일한 방법으로 상기 27) 내지 32)의 처리제를 니트 급유하여 그 처리제의 부착량이 폴리우레탄계 탄성섬유에 대하여 5.0중량％로 처리된 폴리우레탄계 탄성섬유.
이하, 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 하기 위하여 실시예 등을 드나, 본 발명이 그 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 등에 있어서, 특별히 기재되지 않는 한, 부는 중량부를 나타내고, ％는 중량％를 나타낸다.
실시예 1
·시험구분 1(처리제의 조제)
처리제 T-1의 조제
분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-1) 94.3부와 분산제로서 아래의 표1에 도시한 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 5.0부를 가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 되기까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로서 처리제 T-1을 조제하였다.
처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-8의 조제
처리제 T-1의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-8을 조제하였다. 이러한 처리제의 내용을 표2 및 표3에 정리하여 나타내었다.
처리제 T-7의 조제
분산매체로서의 실리콘 오일(S-1) 94.4부와 분산제로서 아미노 변성 실리콘(A-1) 1.2부와 아래의 표2에 도시한 폴리오르가노 실록산(PS-1) 0.9부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5부를 첨가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)을 콜로이드상으로 분산한 처리제 T-7을 조제하였다.
처리제 T-8의 조제
처리제 T-7의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-8을 조제하였다. 이 내용을 표2에 도시하였다.
처리제 t-9의 조제
분산매체로서 실리콘 오일 (S-1) 98.5부에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 1.5부를 가하고 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 처리제 t-9를 조제하였다.
표1에 있어서
AM-1 : -C3H6-NH-C2H4-HH2
AM-2 : -C3H6-NH2
표2에 있어서,
S/A : 실리콘 오일과 아미노 변성 실리콘과의 비율(중량비)
S/F : 실리콘 오일 100부당 고급지방산 마그네슘염의 부
S/PS : 실리콘 오일 100부당 폴리오르가노 실록산의 부
S-1 : 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
S-2 : 25℃에 있어서 점도가 10×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
F-1 : 디스테아린산 마그네슘염
F-2 : 팔미틴산/ 스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산의 마그네슘염
PS-1 : 테트라메틸실란/ 트리메틸메톡시실란 = 25/75(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것(FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다.)
PS-2 : 테트라메틸실란/트리프로필메톡시실란 = 35/65(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것 (FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다)
표3에 있어서,
S-1 내지 S-3, F-1, F-2, A-1, A-2, PS-1 : 표2와 동일함
f-1 : 디카프릴산 마그네슘염
시험구분 2(처리제의 평가 내지 측정)
·시험구분 1에서 조제한 처리제에 대하여, 분산안정성, 평균입자지름 및 제타전위를 아래와 같이 평가 내지 측정하였다. 결과를 표4에 도시하였다.
·분산안정성의 평가
처리제 100ml를 밀봉마개가 부착된 글래스로 만들어진 100ml 메스실린더에 넣고, 25℃에서 1주일 동안과, 1개월간 방치하고, 1주일 후 1개월 후의 처리제의 외관을 관찰하고, 아래의 기준으로 평가하였다.
AA : 균일한 분산상태로 외관에 변화가 없음
A : 5ml 미만의 투명층이 발생
B : 5ml 이상의 투명층이 발생
C : 침전이 발생
· 평균입자 지름의 측정
시험구분 1에서 조제한 처리제를 처리제에 사용한 것과 동일한 분산매체를 이용하고, 고급지방산 마그네슘염이 1000ppm의 농도가 되도록 그 처리제를 희석하여 시료로 하였다. 이 시료를 25℃에서 초원심식 자동입도(粒度) 분포측정장치(호리바(掘場)제작소제 CAPA-700)를 이용하여 면적기준의 평균 입자지름을 측정하였다.
·제타전위의 측정
시험구분 1에서 조제한 처리제를 처리제로 사용한 동일한 분산매체를 이용하고, 고급지방산 마그네슘염이 80ppm의 농도가 되도록 그 처리제를 희석하고, 이를 초음파 버스로 30초간 분산처리하여 시료로 하였다. 이 시료를 25℃로 제타전위 측정장치(PENKEM 사 제 Model 501)을 이용하여 제타전위를 측정하였다.
시험구분 3(폴리우레탄계 탄성섬유에의 처리제의 부여 및 그 평가)
· 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조와 처리제의 부여방법
부가비율이 1.60이 되도록 분자량 2000의 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 2000g과 비스-(p-이소시아네이트페닐)-메탄(MDI) 400g을 질소 밀봉된 교반용기에 투입하고, 90℃, 3시간 반응시키고, 캡드글리콜을 얻었다. 다음으로 이 캡드글리콜 699g을 N, N-디메틸아세트아미드(DMAc) 1093g으로 용해하고, 실온에 있어서 고속의 교반장치에서 사슬 신장제 에틸렌 아민 11g, 사슬 정지제 디에틸렌아민 1.6g과 DMAc 195g의 혼합물을 첨가하고 사슬 신장시킨 고형분 35.6중량％의 폴리머를 얻었다. 이 폴리머 용액에 산화티탄, 힌더드 아민계 내후제, 힌더드 페놀계 산화방지제를 폴리머 고체 성분에 대하여 각각 4.7중량％, 3.0중량％, 1.2중량％가 되도록 첨가하고, 혼합하여 균일한 폴리머 혼합용액을 얻었다. 여기서 얻어진 폴리머 혼합용액을 이용하여, 공지의 스판텍스에서 이용되는 건식방사방법에 의하여 단사수 4개로 이루어지는 40데닐의 탄성사를 방사하고, 감기전의 오일링 로울러에 의하여 처리제를 로울러 급유하고, 감기 속도가 약 600m/min. 로 길이 58㎜의 원통상의 종이 관에, 감기 폭 38㎜를 부여하는 트래버스 가이드를 매개하여 감기를 실시하였다. 처리제 부여량은 실(絲)에 대하여 소정량이 되도록 오일링 로울러의 회전수를 조정하여 실시하였다. 권취량은, 풀림성을 평가하는 경우에는 500그램 감기, 기타 평가에는 100그램 감기 시료를 사용하였다. 또한 처리제의 부여량은, JIS-L1073 (합성섬유 필라멘트사 시험방법)에 준거하여, 추출용제 n-핵산을 이용하여 실시하였다.
· 평가 및 측정
· 대섬유마찰계수의 평가
도 1에 도시한 측정장치를 이용하여, 분동(1)으로 초기가중을 부여하면서, 프리 로울러(5)를 통과한 주행사 (2)에, 프리 로울러(6, 7, 8)의 사이에 실(2)에 2회 꼬임을 넣고, 초기 장력(T1) 2g을 걸고 (검출기 3에서 검출), 실 속도 0.25m/분의 속도로 저속 주행한 때의 2차 장력(T2)를 측정하고(검출기 4로 검출), 마찰계수를 산출한다. 마찰계수는 하기의 식을 이용한다.
마찰계수 = (T2 - T1) (T2 + T1)
· 감김 형상의 평가
도 3은 폴리우레탄 탄성사의 감김 형상을 도시하는 설명도이다. 일반적으로, 원통상의 종이 관(14)에 감아들인 폴리우레탄계 탄성사(15)는, 당겨서 늘려진 상태로 감기므로, 내층으로 갈수록, 실 끼리 쉽게 미끄러져 감김 형상으로서 감김 방향에 대하여 직각방향으로 밀어내는 모양이 된다. 이 경향이 너무 강하면 내층의 감김폭 B가 원통상 종이 관의 길이 A에 가까워지고, 프리보드라 불리는 감기는 부분(16)이 작아져, 후공정에서 다루기가 어려워진다. 또한 고차 가공시, 가공장치에 폴리우레탄 탄성사를 장착하는 경우, 장치에 직접, 실 부분이 닿을 가능성이 높아진다. 이 때문에 도 3에 도시하는 프리보드의 길이를 측정하고, 아래의 계산식에 의하여 프리보드값을 산출하였다. 산출값을 아래의 기준으로 평가하였다.
프리보드 = (A-B) / 2
A : 프리보드가 4밀리 이상
B : 프리보드가 2밀리 이상, 4밀리 미만
C : 프리보드가 2밀리 미만
· 풀림성의 평가
도 4에 도시한 풀림성 측정장치에 있어서, 제 1 구동 로울러 (11)와 이에 상시 접하는 제 1 유리(遊離) 로울러(9)로 송출부를 구성하고, 또한 제 2구동 로울러(12)와 접하는 제 2 유리 로울러(10)로 권취부를 구성하고, 그 송출부에 대하여 권취부를 수평방향으로 20㎝ 떨어져서 설치하였다. 제 1구동 로울러(11)에 처리가 끝난 폴리우레탄사 탄성섬유를 500g 감은 패키지(13)을 장착하고, 실감기 두께가 2㎜가 될 때까지 감김을 풀어 시료로 하였다. 이 시료로부터 처리가 끝난 폴리우레탄 탄성섬유를 제 2구동 로울러(12)에 권취하였다. 제 1 구동 로울러(11)로부터 처리가 끝난 폴리우레탄계 탄성섬유의 권취 속도를 50m/분에서 고정하는 한편, 제 2 구동 로울러(12)로의 그 처리가 끝난 폴리우레탄계 탄성섬유의 권취 속도를 50m/분으로부터 서서히 올려, 그 처리가 끝난 폴리우레탄계 탄성섬유를 패키지로부터 강제로 풀어내었다. 이러한 강제 풀기를 할 때에, 송출 부분과 권취 부분 사이에서 처리가 끝난 폴리우레탄계 탄성섬유를 불균일이 없어지는 시점에서의 권취속도V(m/분)를 측정하였다. 또한, 아래의 식으로부터 풀림성(％)를 구하고, 다음 기준으로 평가하였다. 결과를 표5에 정리하여 나타내었다.
풀림성 (%) = (V-50) 2
AA : 풀림성 125% 미만 (전혀 문제가 없으며, 안정적으로 풀 수 있다)
A : 풀림성 125 이상 135% 미만 (실을 당기는데 약간 저항이 있는 것, 실의 끊어짐이 발생하지 않고, 안정적으로 풀 수 있음)
B : 풀림성 135이상 145% 미만(실의 당김에 저항감이 있고, 약간의 실의 끊어짐도 있으며, 조업에 약간 문제가 있다)
C : 풀림성 145% 이상(실의 당김에 저항감이 크고, 실의 끊어짐이 다발하여, 조업에 크게 문제가 있다.)
·찌꺼기의 평가
처리가 끝난 폴리우레탄계 탄성섬유의 패키지를 미니어춰 정경기에 10개 준비하고, 25℃ 65% RH의 분위기하에서 실 속도 200m/분으로 3만m권취하였다. 이 때, 미니어춰 정경기의 빗 가이드에 대한 찌꺼기의 부착 및 축적상태를 육안으로 관찰하고, 다음의 기준으로 평가하였다. 결과를 표5에 정리하여 나타내었다.
AA : 찌꺼기의 부착이 거의 없다.
A : 찌꺼기가 약간 부착되어 있으나, 실의 안정주행에 문제가 없다.
B : 찌꺼기의 부착 및 축적이 있고, 실의 안정주행에 문제가 있다.
C : 찌꺼기의 부착 및 축적이 많고, 실의 안정주행에 크게 문제가 있다.
· 제전성의 평가
처리가 끝난 폴리우레탄계 탄성섬유의 패키지를 미니어춰 정경기에 10개 준비하고, 25℃ 65% RH의 분위기하에서 실 속도 200m/분으로 주행시키고, 미니어춰 정경기의 크릴 스탠드(creel stand)와 프론트 로울러의 사이에 주행하는 실 가닥의 대전압을 대전압 측정기(하루히(春日)제작 집전관 KS-525)로 측정하고, 측정값을 아래의 기준으로 평가하였다. 결과를 표5에 정리하여 나타내었다.
AA : 대전압이 1KV 미만 (전혀 문제가 없고, 조업 가능)
A : 대전압이 1KV이상 2KV미만 (문제가 없고, 조업 가능)
B : 대전압이 2KV 이상, 2.5KV미만 (조업성에 약간 문제가 있다)
C : 대전압이 2.5KV 이상(조업 불가능)
실시예 2
·시험구분 1(처리제의 조제)
처리제 T-1의 조제
분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-1) 94.3 와 분산제로서 아래의 표 6에 도시한 카르복시 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 5.0부를 가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 되기까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로서 처리제 T-1을 조제하였다.
처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-9 조제
처리제 T-1의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-9를 조제하였다. 이러한 처리제의 내용을 표7 및 표8에 정리하여 나타내었다.
처리제 T-7의 조제
분산매체로서의 실리콘 오일(S-1) 94.4부와 분산제로서 아미노 변성 실리콘(A-1) 1.2부와 아래의 표7에 도시한 폴리오르가노 실록산(PS-1) 0.9부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5부를 첨가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)을 콜로이드상으로 분산된 처리제 T-7을 조제하였다.
처리제 T-8의 조제
처리제 T-7의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-8을 조제하였다. 이 내용을 표7에 도시하였다.
처리제 t-10의 조제
분산매체로서 실리콘 오일 (S-1) 96.5부에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5부를 가하고 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 처리제 t-10을 조제하였다.
표6 있어서
CD-1 : -C3H6-NH-C2H4-NHCO-C4H8COOH
CD-2 : -C3H6-NHCO-C2H4COOH
AM-1 : -C3H6-NH-C2H4-NH2
AM-2 : -C3H6-NH2
표7에 있어서,
S/A : 실리콘 오일과 카르복시 아미드 변성 실리콘과의 비율(중량비)
S/F : 실리콘 오일 100부당 고급지방산 마그네슘염의 부
S/PS : 실리콘 오일 100부당 폴리오르가노 실록산의 부
S-1 : 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
S-2 : 25℃에 있어서 점도가 10×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
F-1 : 디스테아린산 마그네슘염
F-2 : 팔미틴산/ 스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산의 마그네슘염
PS-1 : 테트라메틸실란/ 트리메틸메톡시실란 = 50/50(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것(FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다.)
PS-2 : 테트라메틸실란/트리프로필메톡시실란 = 35/65(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것 (FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다)
표8에 있어서,
S-1, F-1 : 표7와 동일함
f-1 : 디카프릴산 마그네슘염
시험구분 2(처리제의 평가 내지 측정)
·시험구분 1에서 조제한 처리제에 대하여, 분산안정성, 평균입자지름을 실시예1과 동일한 방법으로 평가 내지 측정하였다. 결과를 표9에 도시하였다.
시험구분 3(폴리우레탄계 탄성섬유에의 처리제의 부여 및 그 평가)
· 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조와 처리제의 부여방법
비스-(p-이소시아네이트페닐)-메탄/테트라메틸렌에테르글리콜(수평균분자량 1800) = 1.58/1(몰비)의 혼합물을 관용수단으로 90℃로 3시간 반응시키고, 캡드글리콜을 조제하였다. 이 캡드글리콜을 N, N-디메틸아세트아미드(DMAc)로 희석하였다. 다음으로 에틸렌디아민 및 디에틸아민을 포함하는 DMAc용액을 캡드글리콜의 DMAc용액을 첨가하여 실온에서 고속교반장치를 이용하여 혼합하고 사슬을 신장시켰다. 다음으로 DMAc를 첨가하여 폴리머가 약 35중량％ 용해한 DMAc용액을 얻었다. 얻어진 폴리머의 DMAc용액에, 폴리머당 산화티탄 4.7중량％, 힌더드 아민계 내후제 3.0중량％, 힌더드 페놀계 산화방지제 1.2중량％가 되도록 첨가하고, 혼합하여 균일한 폴리머 혼합용액을 얻었다. 이때 얻어진 폴리머 혼합용액을 사용하여 공지의 스판텍스에서 이용되는 건식 방사방법에 의하여 단사수 4개로 구성되는 40데닐의 탄성사를 방사하고, 권취전의 오일링 로울러에 의하여 처리제를 로울러 급유하고, 권취속도가 약 600m/min.로 길이 58㎜의 원통상의 종이관으로 감기 폭 38㎜를 부여하는 트래버스 가이드를 매개하여 권취하였다. 처리제 부여량은 실에 대하여 소정량이 되도록 오일링 로울러의 회전수를 조정함으로써 실시하였다. 권취량은, 풀림성을 평가하는 경우에는 500그램 감고, 기타 평가에는 100그램 감기의 시료를 이용하였다. 또한 처리제의 부여량은, JIS-L1073(합성섬유 필라멘트계 시험방법)에 준거하여, 추출용제로서 n-헥산을 이용하여 추출한 값으로 하였다.
· 평가 및 측정
· 대섬유마찰계수의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 마찰계수를 산출한다.
· 대금속 마찰계수의 평가
도2에 도시한 측정장치를 이용하여, 패키지(21)로부터 풀어낸 실(22)를, 가이드(23)으 통과한 후초기장력(T3) 10g을 걸고(검출기(24) 으로 검출), 3개의 프리로울러(25, 26, 27)을 통과하는 동안에 2개의 금속제 후크(28, 29)에 걸리도록 통과시키고, 실의 속도 100m/분의 속도록 주행하는 때의 2차 장력(T4)을 검출기(30)로 측정하고, 마찰계수를 산출한다. 마찰계수는 아래의 식을 이용한다.
마찰계수 = (T4 - T3) (T3 + T4)
· 감김 형상의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다.
· 풀림성의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표10에 정리하여 도시하였다.
·찌꺼기의 평가
패키지를 11만m 권취하는 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표10에 정리하여 표시하였다.
· 제전성의 평가
패키지를 미니어춰 정경기에 620개 준비하는 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표10에 정리하여 표시하였다.
실시예 3
·시험구분 1(처리제의 조제)
처리제 T-1의 조제
분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-1) 94.2부와 분산제로서 아래의 표11에 도시한 카르복시 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7부와 무수호박산(c-1)0.1부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 5.0부를 가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 되기까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로서 처리제 T-1을 조제하였다.
처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-10의 조제
처리제 T-1의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-10을 조제하였다. 이러한 처리제의 내용을 표12 및 표13에 정리하여 나타내었다.
처리제 T-7의 조제
분산매체로서의 실리콘 오일(S-1) 94.2부와 분산제로서 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7부와 무수호박산(c-1) 0.1부와 아래의 표12에 도시한 폴리오르가노실록산(PS-1) 1.0부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 4.0부를 첨가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)을 콜로이드상으로 분산된 처리제 T-7을 조제하였다.
처리제 T-8의 조제
처리제 T-7의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-8을 조제하였다. 이 내용을 표12에 도시하였다.
처리제 t-11의 조제
분산매체로서 실리콘 오일 (S-1) 96.5부에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5부를 가하고 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 처리제 t-11을 조제하였다.
표11에 있어서
AM-1 : -C3H6-NH-C2H4-NH2
AM-2 : -C3H6-NH2
표12에 있어서,
S/(A+c) : 실리콘 오일100부당 아미드 변성 실리콘과 유기 카르본산과의 총합의 비율(중량비)
A+c : 아미노 변성 실리콘 100부당 유기 카르본산의 부
S/F : 실리콘 오일 100부당 고급지방산 마그네슘염의 부
S/PS : 실리콘 오일 100부당 폴리오르가노 실록산의 부
S-1 : 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
S-2 : 25℃에 있어서 점도가 10×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
c-1 : 무수호박산
c-2 : 말레인산
c-3 : 아디핀산
F-1 : 디스테아린산 마그네슘염
F-2 : 팔미틴산/ 스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산의 마그네슘염
PS-1 : 테트라메틸실란/ 트리메틸메톡시실란 = 50/50(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것(FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다.)
PS-2 : 테트라메틸실란/트리프로필메톡시실란 = 35/65(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것 (FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다)
S-1, c-1, F-1 : 표12와 동일함
f-1 : 디카프릴산 마그네슘염
시험구분 2(처리제의 평가 내지 측정)
·시험구분 1에서 조제한 처리제에 대하여, 분산안정성, 평균입자 및 제타전위를 아래와 같이 평가 내지 측정하였다. 결과를 표14에 도시하였다.
·분산안전성의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다.
·점도 특성의 평가
처리제를 부착하지 않고 방사한 폴리우레탄계 탄성 섬유 100g을 처리제 1리터에 실온에서 1주일 동안 침적한 후, 폴리우레탄계 탄성섬유와 처리제를 분리하여, 침적에 이용한 처리제를 회수하였다. 침적 전후의 처리제의 점도를 B형 점도계(로타 회전수 6rpm)를 이용하여 측정하였다. 측정치를 이하의 기준으로 평가하였다.
A : 침적후의 점도의 증가분이 침적전의 점도 10％ 미만
B : 침적후의 점도의 증가분이 침적전의 점도의 10％ 이상 20％ 미만
C : 침적후의 점도의 증가분이 침적전의 점도의 20％ 이상
· 평균입자 지름의 측정
실시예 1과 동일한 방법으로 평균 입자지름을 측정하였다.
· 제타 전위의 측정
실시예 1과 동일한 방법으로 제타전위를 측정하였다.
시험구분 3(폴리우레탄계 탄성섬유에의 처리제의 부여 및 그 평가)
· 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조와 처리제의 부여방법
실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄계 탄성섬유를 제조하고, 처리제를 부여하였다.
· 평가 및 측정
· 대섬유마찰계수의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 마찰계수를 산출한다.
· 감김 형상의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다.
· 풀림성의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표15에 정리하여 나타내었다.
·찌꺼기의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표15에 정리하여 도시하였다.
· 제전성의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표15에 정리하여 도시하였다.
실시예 4
·시험구분 1(처리제의 조제)
처리제 T-1의 조제
분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 실리콘 오일(S-1) 94.2부와 분산제로서 아래의 표16에 도시한 아미노 변성 실리콘(A-1) 0.7부와 표17에 도시한 카르복시 카르본 변성 실리콘(B-1) 0.1부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 5.0부를 가하고, 20 내지 35℃에서 균일하게 되기까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)이 콜로이드상으로 분산된 분산액으로서 처리제 T-1을 조제하였다.
처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-8의 조제
처리제 T-1의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-2 내지 T-6 및 t-1 내지 t-8을 조제하였다. 이러한 처리제의 내용을 표18 및 표19에 정리하여 나타내었다.
처리제 T-7의 조제
분산매체로서의 실리콘 오일(S-1) 94.36부와 분산제로서 아래의 표16에 도시한 아미노 변성 실리콘(A-1) 1.2부와 아래의 표17에 도시한 카르복시 변성 실리콘(B-1) 0.04부를 아래의 표18의 아래에 표시한 폴리오르가노실록산(PS-1) 0.9부를 혼합한 실리콘 혼합물에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5부를 첨가하여 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염(F-1)을 콜로이드상으로 분산된 처리제 T-7을 조제하였다.
처리제 T-8의 조제
처리제 T-7의 조제와 동일하게 하여, 처리제 T-8을 조제하였다. 이 내용을 표18에 도시하였다.
처리제 t-9의 조제
분산매체로서 실리콘 오일 (S-1) 96.5부에 디스테아린산 마그네슘염(F-1) 3.5부를 가하고 20 내지 35℃에서 균일하게 될 때까지 혼합한 후, 횡형 비드 밀을 이용하여 습식 분쇄하여 디스테아린산 마그네슘염 (F-1)이 콜로이드상으로 분산된 처리제 t-9을 조제하였다. 이 내용을 표 16에 나타내었다.
표16에 있어서
AM-1 : -C3H6-NH-C2H4-NH2
AM-2 : -C3H6-NH2
표17에 있어서,
CS-1 : -C3H6-COOH
표18에 있어서,
S/A : 실리콘 오일 100부당 아미노 변성 실리콘과 카르복시 변성 실리콘과의 총합의 비율(중량비)
A/B : 아미노 변성 실리콘 100부당 카르복시 변성 실리콘의 부
S/F : 실리콘 오일 100부당 고급지방산 마그네슘염의 부
S/PS : 실리콘 오일 100부당 폴리오르가노 실록산의 부
S-1 : 25℃에 있어서 점도가 20×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
S-2 : 25℃에 있어서 점도가 10×10-6㎡ / S인 폴리디메틸 실록산
F-1 : 디스테아린산 마그네슘염
F-2 : 팔미틴산/ 스테아린산 = 40/60(몰비)의 혼합고급지방산의 마그네슘염
PS-1 : 테트라메틸실란/ 트리메틸메톡시실란 = 50/50(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성 반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것(FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다.)
PS-2 : 테트라메틸실란/트리프로필메톡시실란 = 35/65(몰비)의 비율로 폴리오르가노 실록산 생성 반응시킨 것으로, 실라놀기가 잔존하고 있는 것 (FT-IR로 실라놀기의 특성흡수대 3750cm-1이 검출되었다)
표19에 있어서,
S-1 내지 F-1 : 표18과 동일함
f-1 : 디카프릴산 마그네슘염
시험구분 2(처리제의 평가 내지 측정)
·시험구분 1에서 조제한 처리제에 대하여, 분산안정성, 평균입자지름 및 제타 전위를 아래와 같이 평가 내지 측정하였다. 결과를 표19에 도시하였다.
·분산안정성의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다.
·점도 특성의 평가
실시예 3과 동일한 방법으로 평가하였다.
·평균입자지름의 측정
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입자 지름을 측정하였다.
·제타 전위의 측정
실시예 1과 동일한 방법으로 제타 전위를 측정하였다.
시험구분 3(폴리우레탄계 탄성섬유에의 처리제의 부여 및 그 평가)
· 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조와 처리제의 부여방법
실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄계 탄성섬유를 제조하고, 처리제를 부여하였다.
· 평가 및 측정
· 대섬유 마찰계수의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 마찰계수를 산출하였다.
· 대금속 마찰계수의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 마찰계수를 평가하였다.
· 감김 형상의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 감김 형상을 평가하였다.
· 풀림성의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표21에 정리하여 나타내었다.
· 찌꺼기의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표21에 정리하여 나타내었다.
· 제전성의 평가
실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표21에 정리하여 나타내었다.
본 발명의 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제에 의하면, 폴리우레탄계 탄성섬유에 뛰어난 감김 형상과 풀림성을 부여할 수 있고, 가공공정에 있어서도 가이드류에의 찌꺼기의 부착 및 축적을 저감할 수 있으며, 폴리우레탄계 탄성섬유의 제조에 있어서 안정된 작업성을 얻을 수 있다.

Claims (24)

  1. 분산매체로서 25℃에 있어서 점도가 5×10-6 내지 50×10-6㎡/S인 실리콘 오일과 변성 실리콘을 주성분으로 하는 분산제로 구성되고, 상기 분산매체/ 상기 분산제 = 100 / 0.5 내지 100 / 4.5(중량비)의 비율로 구성되는 실리콘 혼합물 중에 아래의 식 Ⅰ에 도시되는 고급지방산 마그네슘염이 그 실리콘 오일 100 중량부당 1 내지 10 중량부의 비율로 콜로이드 상으로 분산된 분산액으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
    [ 화학식 1]
    (R2, R3 : 탄소수 11 내지 21의 알킬기)
  2. 제 1항에 있어서,
    분산제로서 아래의 식 Ⅱ로 나타내는 아미노 변성 실리콘이 사용되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
    [화학식 2]
    (식 Ⅱ에 있어서, X1, X2, X3 : 메틸기 또는 -R4(NH-R5) d-NH2로 도시되는 아미노 변성기로서, 적어도 어느 하나가 그 아미노 변성기
    R1 : 탄소수 2 내지 5의 알킬기 또는 페닐기
    R4, R5 : 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기
    a, b : a가 25 내지 400, b가 0 내지 200의 정수이고, 또한 25≤ a+b≤ 400을 만족하는 것
    c : 0 내지 10의 정수
    d : 0 또는 1)
  3. 제 2항에 있어서,
    아미노 변성 실리콘이, 식 Ⅱ에 있어서, X3가 아미노 변성기이고, 또한 c가 1 내지 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제.
  4. 제 3항에 있어서,
    아미노 변성 실리콘이, 식 Ⅱ에 있어서, a가 100 내지 200이고 b가 0으로 도시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제.
  5. 제 4항에 있어서,
    실리콘 오일과 아미노 변성 실리콘과의 비율이 그 실리콘오일/ 그 아미노 변성 실리콘= 100 / 1.6 내지 100 / 0.5(중량비)이고, 고급지방산 마그네슘염이 그 실리콘 오일 100중량부당 2 내지 8 중량부의 비율인 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제.
  6. 제 1항에 있어서,
    분산제로서 아래의 식Ⅲ으로 나타내는 카르복시 아미드 변성 실리콘이 이용되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
    [화학식 3]
    ( 식 Ⅲ에 있어서,
    X1 , X2 , X3 : 메틸기 또는 아래의 식 Ⅳ로 나타내는 카르복시 아미드 변성기이고, 적어도 그 하나가 그 카르복시 아미드 변성기
    R1 : 탄소수 2 내지 5의 알킬기 또는 페닐기
    R2 : -R5-(NH-R6-) f-NH2
    R5, R6 : 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기
    a, b, c : a가 25 내지 400, b가 0 내지 200의 정수이고, c가 0 내지 5의 정수이고, 또한 25≤ a+b+c≤ 600을 만족하는 것
    d : 0 내지 10의 정수
    f : 0 또는 1)
    [화학식 4]
    (식 Ⅳ에 있어서,
    R7, R8 : 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기
    R9 : 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기를 가지는 알케닐 에틸렌기 또는 페닐렌기 e : 0 또는 1)
  7. 제 6항에 있어서,
    카르복시 아미드 변성 실리콘이, 식Ⅲ에 있어서, X3가 카르복시 아미드 변성기이고, 또한 d가 1 내지 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  8. 제 7항에 있어서,
    카르복시 아미드 변성 실리콘이 식Ⅲ에 있어서, X1와 X2가 메틸기이고, a가 100 내지 200이고, b가 0이며, 또한 c가 0 내지 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    실리콘 오일과 카르복시 아미드 변성 실리콘과의 비율이 그 실리콘 오일/ 그 카르복시 아미드 변성 실리콘 = 100/0.5 내지 100/1.6(중량비)이고, 고급지방산 마그네슘염이 그 실리콘 오일 100중량부당 2 내지 8중량부의 비율인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  10. 제 1항에 있어서,
    분산제로서 상기 식 Ⅱ로 나타내는 아미노 변성 실리콘과 아래의 유기 카르본산이 아미노 변성 실리콘/ 그 유기 카르본산= 100/100 내지 100/2(중량비)의 비율로 이용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
    유기 카르본산: 탄소수 4 내지 22인, 1 내지 4가의 유기 카르본산의 단독물 또는 혼합물이며, 융점이 50 내지 220℃인 단독물 또는 혼합물.
  11. 제 10항에 있어서,
    아미노 변성 실리콘이, 식 Ⅱ에 있어서, X3가 아미노 변성기이고, 또한 c가 1 내지 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  12. 제 11항에 있어서,
    아미노 변성 실리콘이, 식 Ⅱ에 있어서, X1, X2가 메틸기이고, a가 100 내지 200이며 또한 b가 0으로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  13. 제 11항 또는 12항에 있어서,
    실리콘오일과 아미노 변성 실리콘과 유기 카르본산의 비율이 그 실리콘 오일/ 그 아미노 변성 실리콘과 그 유기 카르본산의 총합= 100/1.6 내지 100/0.5(중량비)이고, 고급지방산 마그네슘염이 그 실리콘오일 100중량부당 2 내지 8 중량부의 비율인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  14. 제 1항에 있어서,
    분산제로서 상기 식 Ⅱ로 나타내는 아미노 변성 실리콘과 아래의 식 Ⅴ로 나타내는 카르복시 변성 실리콘이 그 아미노 변성 실리콘/ 그 카르복시 변성 실리콘 = 100/100 내지 100/2 (중량비)의 비율로 이용되어 구성되는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
    [화학식 5]
    (식 Ⅴ에 있어서,
    X4 , X5, X6 : 메틸기 또는 -R7-COOH로 표시하는 카르복시 변성기이고, 적어도 그 중하나가 그 카르복시 변성기
    R2 : 탄소수 2 내지 5의 알킬기 또는 페닐기
    R7 : 탄소수 2 내지 5의 알킬렌기
    e, f : e가 25 내지 800, f가 0 내지 200의 정수이고, 또한 25≤ e+f≤ 800를 만족하는 것
    g : 0 내지 20의 정수)
  15. 제 14항에 있어서,
    아미노 변성 실리콘이, 식 Ⅱ에 있어서, X3가 아미노 변성기이고, 또한 c가 1 내지 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제.
  16. 제 15항에 있어서,
    아미노 변성 실리콘이, 식 Ⅱ에 있어서, X1과 X2가 메틸기이고, a가 100 내지 200이고 또한 b가 0으로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  17. 제 15항에 있어서,
    카르복시 변성 실리콘이 식 Ⅴ에 있어서, e가 100 내지 400이고, 또한 f가 0으로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성 섬유용 처리제.
  18. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    실리콘 오일과 아미노 변성 실리콘과 카르복시 변성 실리콘의 비율이 그 실리콘 오일/ 그 아미노 변성 실리콘과 그 카르복시 변성 실리콘과의 총합 = 100/1.6 내지 100/0.5(중량비)이며, 고급지방산 마그네슘염이 그 실리콘 오일 100 중량부당 2 내지 8 중량부의 비율인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  19. 청구항 제2항, 제6항, 제10항 및 제14항 중 어느 한 항에 기재된 분산액이 또한 실리콘 오일 100중량부당, 아래의 폴리오르가노 실록산을 0.5 내지 5중량부의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
    폴리오르가노 실록산 : 그것을 구성하는 주 반복단위로서 아래의 식 Ⅵ으로 나타내어지는 무수 규산단위 및 실릴 말단기로서 아래의 식 Ⅶ로 나타내는 1가의 오르가노 실록산 단위로 구성된 분자 중에 실라놀잔기를 가지는 폴리오르가노 실록산으로서, 그 폴리오르가노 실록산을 형성하는 반응에 있어서, 그 무수규산 단위를 형성하는 것으로 이루어지는 실라놀 형성성화합물(A)과 그 1가의 실록산 단위를 형성하는 것으로 이루어지는 실라놀 형성성화합물(B)을 그 실라놀 형성성 화합물(A)/ 그 실라놀 형성성 화합물(B)= k/{8/5 ×(k+1)} 내지 k/{2/5 ×(k+1)}(몰비)의 비율로 실라놀 형성반응 및 그 실라놀 형성반응에 의하여 생성한 실라놀을 축중합반응시켜 얻어지는 폴리오르가노 실록산, 단, k는 1이상의 정수.
    [화학식 6]
    [화학식 7]
    (식 Ⅶ에 있어서,
    R8 , R9, R10 : 동시에 동일 또는 다른, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 페닐기)
  20. 청구항 제2항, 제6항, 제10항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    콜로이드 상으로 분산된 고급지방산 마그네슘염의 평균입자 지름이 0.1 내지 0.5μ m인 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  21. 청구항 제2항, 제6항, 제10항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제에 사용하는 분산매체와 동일한 분산매체를 사용하고, 고급지방산 마그네슘염이 80ppm의 농도가 되도록 그 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 희석하여 얻어지는 분산액에 있어서, 그 분산액이 25℃에 있어서, -30 내지 -100㎷의 제타 전위를 가지는 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제.
  22. 청구항 제 19항에 기재된 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 희석하지 않고 니트 급유법에 의하여 1 내지 10중량％의 비율로 부착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유.
  23. 청구항 제 20항에 기재된 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 희석하지 않고, 니트 급유법에 의하여 1 내지 10중량％의 비율로 부착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유.
  24. 청구항 제 21항에 기재된 폴리우레탄계 탄성섬유용 처리제를 희석하지않고, 니트 급유법에 의하여 1 내지 10중량％의 비율로 부착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄계 탄성섬유.
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