KR100488652B1 - 환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents

환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안티몬을 50ppm 이하, 코발트를 1ppm 이하를 함유하는 환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
즉 본 발명은 안티몬을 50ppm 이하, 코발트를 1ppm 이하를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 고수축성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 안티몬을 50ppm 이하, 코발트를 1ppm 이하를 함유하는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, 이하 PTT로 약칭)와의 복합방사에 의해 제조되는 사이드 바이 사이드(Side-by-Side)형의 환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폴리에스터 복합섬유는 통상의 폴리에스터 복합섬유 제조용 방사설비에 의해 생산이 가능하며 유해물질을 함유하고 있지 않으므로 유아복 및 노인복에 활용 할 수 있다.

Description

환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법{Environmentally friendly polyester conjugated fiber and process for preparing the same}
본 발명은 중금속인 안티몬을 50ppm 이하, 코발트를 1ppm 이하를 함유하는 환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중금속인 안티몬을 50ppm 이하, 코발트를 1ppm 이하를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 고수축성의 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트( Copolymerized Polyethylene Terephthalate, 이하 CoPET로 약칭)와 역시 중금속인 안티몬을 50ppm 이하, 코발트를 1ppm 이하를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PTT)와의 복합방사에 의해 제조하는 사이드 바이 사이드형의 환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
사이드 바이 사이드형의 폴리에스터 복합섬유는 수축율 차가 서로 다른 성분의 폴리머를 각각 용융시켜 별개의 토출공을 통해 방사시킨 후 방사된 개개의 섬유상 폴리머를 방사구금 직하에서 접합시켜서 제조한다.
사이드 바이 사이드형의 폴리에스터 복합섬유는 일본특허 공개 평10-72732, 일본 특허 공개 평9-209217, 일본특허 공개 평3-161519, 일본 특허 공개 2000-328378, 일본 특허 공개 평9-41234, 미국 특허 제3,671,379호, 일본 특허 공개 2000-248430호등에 의하여 많이 알려져 있다.
하지만 이러한 폴리에스터 복합섬유들은 대부분 스트레치성등의 물성을 개선하기 위한 것일뿐 인체와 환경에 유해한 중금속의 문제와는 전연 관련이 없는 것이다.
오늘날 생활 환경 및 건강에 대한 관심이 고조되면서 의류용 섬유에 대해서도 환경 및 건강에 대하여 무해한 소재의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 기준을 설정해서 유해여부를 규제하려 하는 움직임도 있다.
유럽의 환경 기준인 에코텍스 101에서는 폴리에스터 섬유에 포함될수 있는 안티몬과 코발트에 대하여 안티몬은 50ppm 이하, 코발트는 1ppm 이하로 규제하려고 하고 있다.
따라서 복합섬유에 대하여서도 이러한 소재의 개발에 대한 요구가 고조되고 있다.
본 발명은 상기 요구에 부응하여 생활환경과 건강에 유해한 중금속이 전혀 들어 있지 않거나 혹은 들어있다고 하더라도 적어도 유럽의 에코텍스 101의 기준을 충족할 수 있는 환경친화적 폴리에스터 복합섬유 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적을 두고 있다.
따라서 본 발명자들은 이러한 목적을 충족시키기 위하여 예의 연구한 결과 폴리에스터 중합 촉매로 일반적으로 사용하고 있는 안티몬계 이외의 새로운 폴리에스터 중합 촉매를 사용하면, 상기한 바와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알게 되었다.
아울러 안티몬계 이외의 중축합 촉매를 사용하는 경우 방사시에 이물 생성등의 문제가 감소하여 작업성까지 개선할 수 있음을 확인하게 되어 본 발명에 이르게 되었다. 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 환경 및 건강에 유해한 중금속인 안티몬을 50ppm 이하, 코발트를 1ppm 이하를 함유하는 수축율이 다른 2종의 폴리에스터 중합물을 이용하여 제조한 사이드 바이 사이드형의 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 아이소프탈산, 사이클로 헥산 디메탄올, 비스페놀 에이의 에틸렌 옥사이드 부가물, 네오펜틸 글라이콜중에서 선택한 한 가지 이상을 공중합시켜서 고수축성의 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Copolymerized Polyethylene Terephthalate, 이하 CoPET로 약칭) 중합물을 제조할 때 첨가하는 첨가제중 중금속을 포함하는 첨가제는 촉매와 조색제 뿐이다.
그 이외의 공중합 단량체는 모두 카르복실산이나 하이드록시기를 가지는 유기물이므로 중금속을 포함하지 않는 단량체이다.
중합촉매는 주로 삼산화 안티몬, 안티몬 트리아세테이트등의 안티몬 촉매와 테트라부틸 타이탄에이트나 테트라아이소프로필 타이타네이트등의 유기 타이탄 촉매, 게르마늄 다이옥사이등의 무기 게르마늄 촉매등이 중축합 촉매로 이용되고 있다.
하지만 가장 많이 사용되는 촉매는 삼산화 안티몬이나 안티몬 아세테이트 등의 안티몬 촉매이다.
안티몬 촉매는 현재 폴리에스터 중합용 촉매로 알려진 것중 가격이 가장 싸다는 장점이 있으나 다른 촉매들보다 활성이 낮으며 이를 사용하여 폴리에스터 섬유를 방사할 경우에는 방사구 주위에 안티몬 촉매의 잔류물이 생겨 섬유의 방사에 문제를 일으키기도 하며 또 병(bottle)으로 성형하였을 경우에는 중합물내에 함유되어 있는 안티몬으로 인하여 식음료용으로 사용하는데는 제한이 따른다.
그리고 테트라부틸 티탄에이트나 테트라아이소프로필 티탄에이트등의 유기 티탄 화합물은 안티몬 촉매보다 활성은 높으나 촉매 자체의 색깔에 의하여 중합물의 황화(黃化) 문제가 발생하며 자외선에 민감해지는 단점이 있다.
또한 게르마늄 디옥사이등등의 무기 게르마늄 촉매는 활성과 중합물의 색깔 면에서 다른 촉매에 비해 월등하지만 공업적으로 사용하기에는 가격이 너무 비싸다는 단점이 있다.
따라서 안티몬 함량을 50ppm 이하, 코발트 함량을 1ppm 이하가 되게 하려면안티몬을 극히 소량 사용하거나 안티몬 이외의 촉매를 사용해야 하고 코발트를 극히 적게 사용하거나 혹은 사용하지 말아야 한다.
안티몬 이외의 촉매로는 전술한 티탄계나 게르마늄계의 촉매가 있지만 본 발명에서는 실제로 공업화함에 있어서 제조원가를 고려하여 티탄계의 화합물을 사용하였다.
한편 본 발명은 TPA 공법에 의한 제조방법이므로 유기 티탄 화합물을 사용하는 경우에는 가수분해에 의하여 촉매의 활성이 저하되기 때문에 유기 티탄화합물을 촉매로 사용하기가 어렵다.
따라서 본 발명자들이 여러 가지 무기 티탄계의 중축합 촉매를 시험한 결과 이산화 티탄의 소디움 수화물(이하 CA로 약칭, 상품명 홈비패스트 피씨, 독일의 SACHTLEBEN사 제품)이 가장 적당하다는 결론을 얻었다.
이산화 티탄의의 소디움 수화물의 제조법 및 성분은 미국특허 5,656,716에 설명되어 있으며 그 구조는 다음 화학식 (1)으로 나타낼 수 있다.
(MenO)xㆍ(TiO2)yㆍ(H2O)z --------------------------- (1)
여기서 Me는 Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Sr 또는 Ba에서 선택되는 금속이며, n은 Me가 알칼리토금속일 경우에는 1이고, 알칼리 금속일 경우에는 2이다.
또한 x는 0.0001 ∼ 6, y는 1, z는 0.01∼2이며 입자의 크기는 15μm 이하이다.
CA는 무기 티탄계 촉매이므로 가수분해에 의한 촉매의 활성 저하를 거의 일으키지 않는다.
CA는 세미 배치 공법의 경우 TPA와 알킬렌 글라이콜의 슬러리 제조과정에 투입하거나 혹은 에스터화 반응조에 투입해도 가수분해에 의한 활성 저하가 없으며 중축합 반응조에 투입하여도 좋다.
소광제로 사용되는 이산화 티탄과 마찬가지로 CA는 알킬렌 글라이콜에 불용이기 때문에 알킬렌 글라이콜에 분산시킨 분산액 상태로 반응조에 투입하는 것이 좋다.
분산액의 농도는 중합반응조내로의 투입이 용이하면 어떤 농도가 되든지 관계가 없으나 균일분산에 의한 촉매의 활성 극대화를 위해서는 저농도로 하는 것이 유리하다.
CA의 농도는 알킬렌 글라이콜 분산액의 중량에 대하여 CA를 0.1∼50 중량% 만큼 분산되도록 하는 것이 좋다.
0.1중량% 보다 낮을 경우에는 반응조에 추가로 투입되는 알킬렌 글라이콜의 양이 너무 많아져 고온에 의한 알킬렌 글라이콜간의 에테르화 반응(Etherification)이 크게 증가하여 중합물의 열안정성이 저하되고, 50중량% 보다 높을 경우에는 촉매 분산액의 점도가 증가하여 반응조로의 투입이 어려워진다.
또 본 발명에서 CA의 중합물 내의 함량은 티탄 원자를 기준으로 하여 1∼150ppm 투입하는 것이 좋다.
1ppm 보다 낮으면 촉매로서의 활성을 기대하기 어렵고 150ppm 보다 많으면 촉매의 활성은 극히 우수하나 제조경비가 상승하고 중합물의 색상이 지나치게 황색화되어 중합물의 품질이 악화된다.
폴리에스터 중합시에 티탄계 화합물의 촉매로 제조되는 중합물은 황색화(Yellowish)되기 쉽다.
CA의 경우도 황색화의 경향이 있어 색상을 개선하기 위해서는 조색제의 첨가가 필요하다.
조색제로는 주로 코발트 아세테이트가 사용되고 있으나 코발트 아세테이트는 코발트가 중금속이기 때문에 본 발명의 목적인 중금속 비함유 폴리에스터 중합물을 제조하는데는 적합하지 않다.
따라서 본 발명자들은 중금속 이외의 조색제를 시험한 결과 유기 조색제가 적당함을 알수 있었고 상업적으로 판매되고 있는 제품을 선택하였다.
본 발명에서 선택한 유기 조색제는 독일 클라리언트사의 폴리신쓰렌(Polysynthren)이다.
폴리신쓰렌은 청색과 적색의 것을 조합하여 사용하면 폴리에스터 중합물의 색상 개선이 가능하다.
또 유기 조색제의 함량은 중합물 대비 함량보다는 촉매로 사용되는 CA 대비 함량에 의해 조절하는 것이 좋다.
폴리신쓰렌의 CA 대비 함량은 1∼50중량%가 적당하다.
폴리신쓰렌의 함량이 CA 대비 1중량% 보다 작으면 색상 개선의 효과가 크지 않으며, 50중량%을 넘을 경우에는 고가의 폴리신쓰렌 함량이 너무 많아 제조원가가 상승한다.
폴리신쓰렌중 청색으로는 폴리신쓰렌 블루알비엘(BLUE RBL)이 적당하고 적색으로는 폴리신쓰렌 레드에프비엘(RED FBL)이 적당하다.
이들의 배합비율은 폴리에스터 중합물의 색상에 의해 조절이 가능하며 폴리신쓰렌 BLUE RBL : 폴리신쓰렌 RED FBL의 비율(중량비)은 1:99∼99:1이 가능하며 이의 조합에 의해 다양한 색상의 폴리에스터 중합물의 제조가 가능하다.
또한 조색제는 파우더 상태이고 알킬렌 글라이콜에 불용이기 때문에 알킬렌 글라이콜에 희석시켜 투입하는 데 조색제의 색상이 너무 짙고 투입량이 작은 관계로 그 농도는 1중량% 이하로 하는 것이 좋다.
본 발명의 폴리에스터 중합물은 주된 용도가 의류용 복합섬유 제조용이기 때문에 용도에 따라 적당한 양의 이산화 티탄을 소광제로 투입하는 것이 필요하다.
그 투입량은 폴리에스터 중합물 대비 5중량% 이하가 함유되도록 투입한다. 하지만 통상 상업적으로 소광제로 사용되는 이산화 티탄에는 0.3∼0.7중량%의 안티몬을 함유하고 있기 때문에 폴리에스터 중합물 대비 0.7중량% 보다 많은 함량의 이산화 티탄을 함유하는 경우에는 이산화 티탄에 함유되는 안티몬만으로도 본 발명에서 목적하고 있는 안티몬 함량 50ppm 이하의 폴리에스터 중합물을 얻을 수 없다.
따라서 폴리에스터 섬유의 종류중 브라이트(Bright, 이산화 티탄 함량 1000ppm 이하)와 세미덜(Semi-dull, 이산화 티탄 2000∼5000ppm)에서는 통상의 이산화 티탄을 사용해도 문제가 없으나 풀덜(Full Dull, 이산화 티탄 10000∼100000ppm)에서는 통상의 이산화 티탄을 사용하면 안티몬의 함량이 50ppm이 넘게 되어 본 발명의 목적에 맞지 않는다.
따라서 안티몬의 함량이 100ppm 이하인 독일 Sachtleben사의 Hombifast LW-S나 Kronos사의 KRNOS 1077을 사용하는 것이 적당하다. 이에 대한 제조방법이 대한민국 특허 공개 2001-0110813에 자세히 기재되어 있다.
그리고 고수축성의 폴리에스터를 제조하기 위해서는 아이소프탈산이나 나프탈렌 디카르복실산등의 디에시드계의 공중합 모노머나 네오펜틸 글라이콜이나 비스페놀 에이의 에틸렌 옥사이드 부가물을 5∼20몰% 투입하여 공중합시켜야 한다.
하지만 본 발명에서는 수축성을 극대화 시키고 중합공정성을 고려하며 상업적으로 저렴한 공중합 단량체를 선택하기 위해서 본 발명자들은 아이소프탈산, 사이클로 헥산 디메탄올, 비스페놀 에이의 에틸렌 옥사이드 부가물, 네오펜틸 글라이콜을 선정하였고 이들을 함량별로 단독 혹은 혼합 사용하였으며, 이들의 함량은 전체 디에시드 또는 디올 성분에 대하여 5∼20몰%가 되게 하였다.
공중합 단량체의 함량이 5몰% 보다 낮을 경우에는 기대하는 만큼의 수축성을 얻기가 어렵고 20몰% 보다 높은 경우에는 제조원가의 상승뿐만 아니라 공중합 폴리에스터의 융점저하가 커지거나 결정성이 거의 없는 비정형(Amorphous) 폴리머가 되므로 건조, 공정이나 방사공정에서 문제가 발생하게 된다.
고수축성의 CoPET에 사용되는 공중합 단량체들은 아이소프탈산을 제외하고는 슬러리 제조 단계, 에스테르화 반응 단계, 중축합 반응단계 중 어느 단계에서도 투입이 가능하며 아이소프탈산은 슬러리 제조 단계나 에스테르화 반응단계 어디에서든 투입이 가능하다.
본 발명자들의 시험 결과 슬러리 제조 공정에서 투입하는 것이 유리함을 알 수 있었으며, 비스페놀 에이의 에틸렌 옥사이드 부가물은 상온에서 플레이크 (Flake) 상태이므로 슬러리 제조후 약 80℃ 정도로 보온을 해 주어야 유동성을 적당하게 유지시킬 수 있음을 알수 있었다.
그 외의 공중합 단량체들도 유동성을 좋게 하기 위해 슬러리 제조후 보온을 해주었다.
그리고 다른 한 폴리머인 PTT는 PET보다 긴 글라이콜 분자로 되어 있어서 반응성이 낮으므로 PET에서 많이 사용되는 삼산화 안티몬이나 안티몬 아세테이트등의 안티몬계 중축합 촉매로는 중합이 어려워 테트라 부틸 티타네이트나 테트라 아이소프로필 티타네이트등의 티탄계 유기 촉매를 이용하여 공업적으로 생산하고 있다.
하지만 경제적으로 유리한 테레프탈산 공법을 이용하는 경우에는 유기 티탄 화합물이 가수분해에 민감하기 때문에 유기 티탄 화합물 이외의 촉매를 사용하려는 시도가 많이 진행되고 있으며 그 한 예가 대한민국 특허 공개 2001-0111186에 기재되어 있다.
본 발명의 복합 섬유는 제 1성분으로는 표 1의 조건으로 중축합시킨 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 아이소프탈산, 사이클로 헥산 디메탄올. 비스페놀 에이의 에틸렌 옥사이드 부가물, 네오펜틸 글라이콜중에서 선택한 한 가지 이상을 표 2에 기재된 대로 공중합시킨 고수축성의 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트( Copolymerized Polyethylene Terephthalate, 이하 CoPET로 약칭) 중합물을 사용하였으며 제 2성분으로는 대한민국 특허 공개 2001-0111186에 제시된 방법으로 제조된 PTT 중합물을 사용하였으며 각각의 물성은 표 1 및 표 2에 기재되어 있다.
폴리머의 용융온도는 PET는 285∼300℃, 고수축 PET의 경우 285∼300℃, PTT는 255∼275℃ 정도가 바람직하며, 토출공을 통한 방사온도는 250 ∼ 290℃ 정도가 가능하나, 방사공정성과 PTT의 열분해문제를 고려하여 260∼285℃의 범위로 하는 것이 좋다.
토출된 개개의 섬유상 폴리머를 방사구금 바로 밑에서 접합시켜 사이드-바이-사이드(side by side) 단면의 폴리에스터 복합섬유를 제조한다.
통상의 복합섬유는 2종 이상의 폴리머가 분배판을 지나 방사구금으로 들어가면서 합쳐지게 되나, 사이드 바이 사이드형 복합섬유에 있어서는 폴리머간 극한점도차가 너무 큰 경우 폴리머가 방사구금을 나오는 순간 심한 곡사현상이 발생하여 제사성이 급격하게 저하되므로 본 발명에서는 이 문제를 해결하기 위해 도1의 방사구금을 사용하여 2종의 폴리머를 각각의 토출공을 통과시킨 후에 방사구금 직하에서 접합시키는 공법을 택하였다.
본 발명에 의해 제조된 섬유는 일반적인 경우는 도 2a의 단면을 나타내나, 폴리머의 점도 및 방사조건 등에 따라서는 도 2b의 단면을 갖기도 한다.
얻어진 복합섬유는 통상의 폴리에스터 복합섬유의 제조에 이용되는 부분배향-연신/가연 공법이나 방사직접연신공법에 의하여 섬유로 완성된다.
제조된 복합섬유의 물성등을 표 1에 나타내었다.
본 발명에 따라 제조된 폴리에스터 복합섬유는 원사의 단면이 도 2a 또는 도 2b의 형상을 가지며, 횡단면의 장축(a) 대 단축(b)의 길이비(a/b)가 1.5∼3.0이다.
또 제조된 섬유의 최종 단사섬도는 1 내지 4데니어이다.
본 발명은 일반적인 폴리에스터 복합섬유를 이용하는 모든 범위의 제품에 이용할 수 있으며 특히 유아복, 노인복, 스포층 용품등에 적당하다.
본 발명에 따른 방법으로 제조된 잠재권축섬유의 물성에 대한 평가기준 및 그 측정방법은 아래와 같다.
1) 극한 점도(Intrinsic Viscosity, 이하 IV로 약칭) : 용매로 페놀/1,1,2,2-테트라클로로에탄을 중량비로 60:40으로 혼합하여 30℃에서 우벨로데 점도계로 측정한다.
2) 중금속 함량 : 제조된 폴리에스터 복합섬유를 황산과 질산의 혼합물(1:1 중량비)로 가수분해한 후 ICP(Ion-Coupled Plasma)로 분석하였다.
3) 권축신장율 및 권축회복율 : 0.05g/d의 장력에서 10,000d가 되기까지 권취하여 타래를 만든다. 타래를 만든 직후 10g을 걸고 물로 적시는 동안 90℃의 열수중에 침지한 다음 초하중을 제거하고 탈수후 자연 건조한다.
다음에 측정판에 타래를 놓고 10g의 초하중하에서 타래의 길이(L1)을 측정한다.
그 위에 990g의 주하중을 초하중위에 걸고 30초후 타래의 길이(L2)를 측정한다.
L2 측정후 바로 주하중 990g을 제거하고 30초 경과후 초하중에서의 타래의 길이(L3)를 측정한다.
이상에서 측정한 타래의 길이 및 다음의 식을 이용하여 권축신장율과 권축회복율을을 계산한다.
실시예 1∼3, 비교예 1∼2
제 1성분으로 표 1에 기재된 물성의 PET를 사용하고, 제 2성분으로 표 1에 기재된 물성의 PTT를 사용하여 표1에 기재된 조건으로 제조한 폴리에스터 복합섬유의 물성을 표 1에 나타내었다.
< 표 1 >
시험예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
제1 성분(PET) 촉매 종류*1 CA CA CA Sb2O3 CA
TiO2 함량(ppm) 300 3000 3000 300 25000
촉매 함량(ppm) 100 100 100 280 100
점도(dl/g) 0.45 0.63 0.63 0.63 0.63
제2 성분(PTT) 점도(dl/g) 0.85 0.85 1.30 0.85 0.85
복합비(PET:PTT)(중량비) 50:50 50:50 55:45 50:50 50:50
방사온도(℃) 275 275 280 275 275
제1고뎃롤러 속도(m/분) 1000 1000 1100 1000 1000
온도(℃) 75 75 75 75 75
제2고뎃롤러 속도(m/분) 3800 3800 3950 3800 3800
온도(℃) 170 170 175 170 170
원사물성 안티몬 함량(ppm) 0 7 8 149 126
코발트 함량(ppm) 0 0 0 0 0
섬도(den/fila) 150/48 120/48 150/48 150/48 150/48
강도(g/d) 3.6 3.7 3.8 3.7 3.6
신도(%) 37 37 33 36 29
권축신장율(%) 62 38 65 37 39
권축회복율(%) 56 58 75 57 58
* 1. 촉매 종류의 CA는 이산화 티탄의 소디움 수화물(Hombifast PC, 독일 Sachtleben사)
실시예 4
경사로 중금속이 함유되지 않은 폴리에틸렌 테레프탈레이트사 75d/72fila.를 6750본으로 정경한 빔을 사용하고 실시예 3의 복합섬유를 위사로 사용하여 워터 제트 룸을 이용하여 5매 사틴 조직으로 제직하여 신축회복율이 85% 이상인 신축성이 우수한 직물을 얻었다.
실시예 5∼7, 비교예 3∼4
제 1 성분으로 표 2에 기재된 물성의 고수축성 공중합 PET를 사용하고, 제 2성분으로 표 2에 기재된 물성의 PTT를 사용하여 표 2에 기재된 조건으로 제조한 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유의 물성을 표 2에 나타내었다.
< 표 2 >
시험예 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 3 비교예 4
제1 성분(고수축성 PET) 촉매 종류*1 CA CA CA Sb2O3 Sb2O3
TiO2 함량(ppm) 300 3000 3000 300 3000
촉매 함량(ppm) 100 100 100 280 280
IPA 함량(몰%) 12 4 0 0 12
BHPP 함량(몰%) 0 7 9 1.5 0
CHDM 함량(몰%) 0 0 0 0 0
NPG 함량(몰%) 0 0 1 0 0
점도(dl/g) 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63
제2성분(PTT) 점도(dl/g) 0.85 0.85 1.30 0.85 0.85
복합비(PET:PTT)(중량비) 50:50 50:50 55:45 50:50 50:50
방사온도(℃) 285 285 280 285 285
제1고뎃롤러 속도(m/분) 650 650 1000 650 1000
온도(℃) 80 80 80 80 80
제2고뎃롤러 속도(m/분) 2600 2600 3700 2600 3700
온도(℃) 165 165 165 165 165
원사물성 안티몬함량(ppm) 0 7 8 149 147
코발트함량(ppm) 0 0 0 0 0
섬도(den/fila) 150/48 120/48 150/48 150/48 150/48
강도(g/d) 3.4 3.3 3.5 3.3 3.4
신도(%) 37 37 33 36 37
권축신장율(%) 48 53 65 37 37
권축회복율(%) 73 72 73 73 73
* 1. CA는 이산화 티탄의 소디움 수화물(Hombifast PC, 독일 Sachtleben사)
* 2. IPA : 아이소프탈산, BHPP : 비스페놀 에이의 에틸렌 옥사이드 부가물, CHDM : 사이클로 헥산 디메탄올, NPG : 네오펜틸 글리콜
* 3. IPA, BHPP, CHDM, NPG의 함량은 전체 디에시드 혹은 디올 성분의 몰%
본 발명에 의한 중금속이 함유되지 않은 사이드 바이 사이드형 폴리에스터 복합섬유는 환경과 건강에 유해한 중금속을 함유하지 않으므로 유아복, 노인복등과 운동복등의 용도에 적합하고 환경친화적이다.
또 본 발명에 의한 복합섬유는 통상의 폴리에스터 섬유 제조 설비에 의해 제조가 가능하며 방사시 구금 주위에 이물등을 거의 생성시키지 않으므로 방사 작업성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 복합섬유 제조용 방사구금의 종단면도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 복합섬유의 확대 횡단면도.

Claims (10)

  1. 중합물 내의 안티몬의 함량이 50ppm 이하이고, 코발트의 함량이 1ppm 이하이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 고수축성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택한 중합물과 중합물 내의 안티몬의 함량이 50ppm 이하이고, 코발트의 함량이 1ppm 이하인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트가 사이드 바이 사이드(side-by-side)형태로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고수축성의 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 아이소프탈산, 사이클로헥산 디메탄올, 비스페놀에이의 에틸렌옥사이드 부가물, 네오펜틸 글라이콜중에서 선택한 한가지 이상을 전체 디에시드성분과 디올 성분중에서 선택한 한가지 성분에 대하여 5∼20몰% 공중합시킨 것임을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 고수축성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 이산화티탄의 소디움 수화물(CA)을 티탄 원자 기준으로 1∼150ppm 투입하여 중축합시킨 것임을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유.
  4. 제 1 항에 있어서, 사이드 바이 사이드형 복합섬유는 장축 대 단축의 길이비(a/b)가 1.5 내지 3.0 임을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유.
  5. 제 1 항에 있어서, 제조된 섬유의 최종 단사섬도가 1∼4데니어 임을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유.
  6. 중축합촉매로 이산화티탄의 소디움 수화물(CA)을 사용하여 중축합 시켰으며, 중합물 내에 안티몬의 함량이 50ppm 이하이고 코발트의 함량이 1ppm 이하이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 고수축성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택한 중합물과 CA를 사용하여 중축합 시켰으며 중합물 내에 안티몬의 함량이 50ppm 이하이고 코발트의 함량이 1ppm 이하인 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 각각 별개의 토출공을 통하여 토출시킨 다음에 이들 양자를 방사구금 직하에서 접합시킨 것을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 고수축성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 아이소프탈산, 사이클로헥산 디메탄올, 비스페놀에이의 에틸렌옥사이드 부가물, 네오펜틸 글라이콜중에서 선택한 한가지 이상을 전체 디에시드성분과 디올 성분중에서 선택한 한가지 성분에 대하여 5∼20몰% 공중합시킨 것임을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 고수축성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 이산화티탄의 소디움 수화물(CA)을 티탄 원자 기준으로 1∼150ppm 투입하여 중축합시킨 것임을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유.
  9. 제 6 항에 있어서, CA와 함께 조색제로 청색과 적색의 폴리신쓰렌을 첨가하여 중축합 시키는 것을 특징으로 하는 사이드 바이 사이드형 환경친화적 폴리에스터 복합섬유 제조방법.
  10. 제 1 항의 환경친화적 복합섬유를 사용하여 직, 편한 환경친화적 폴리에스터 포지.
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