KR100548647B1 - 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유, 및 그제조방법 - Google Patents

내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유, 및 그제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리우레탄계 중합체 본래의 물성에는 거의 영향을 주지 아니하고 우수한 내염소성 및 해사성을 갖도록 제조되는 스판덱스 섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 금속수산화물, 금속산화물 또는 금속염화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 (c)금속화합물을 복합 반응시켜 제조한 복합 반응물을 폴리우레탄 용액에 투입하여 스판덱스 섬유에 우수한 내염소성과 해사성을 부여하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 제조되는 스판덱스 섬유는 복합반응물 내에서 지방산금속염과 하이드로탈사이트 화합물의 결합이 강하게 작용함으로써, 종래의 지방산금속염을 혼합 코팅한 하이드로탈사이트 화합물을 사용할 때보다 수분 흡수가 적고 분산성도 향상된다.
스판덱스 섬유, 하이드로탈사이트, 지방산, 금속화합물, 내염소성, 해사성

Description

내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유, 및 그 제조방법{Excellent chlorine-resistant and unwinding-property spandex fiber, and process for preparing the same}
도 1은 보빈을 크릴에 고정시키고 사도가 장력 측정 센서 위를 통과하게 설정된 해사장력 측정 방법을 나타낸 개략도
본 발명은 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 (c)금속화합물을 복합 반응시킨 복합 반응물을 폴리우레탄 용액에 투입함으로써 스판덱스 섬유에 우수한 내염소성과 해사성을 부여하는 것을 특징으로 한다.
스판덱스는 고도의 고무탄성을 유지하고, 인장응력, 회복성 등의 물리적 성질이 우수하기 때문에, 내의, 양말, 스포츠 의류 등에 많이 사용되고 있다. 하지만, 스판덱스의 주성분인 폴리우레탄 부분은 염소표백을 이용하는 세탁을 행할 경 우, 폴리우레탄의 물리적 성질이 상당히 저하한다. 또는 스판덱스와 폴리아미드를 교편하여 만들어진 수영복은 수영장의 염소수(활성염소농도 0.5∼3.5ppm)와 접촉할 경우, 스판덱스의 물리적 성질이 저하한다.
이와 같은 염소가 유발하는 열화에 대한 내성을 개선하기 위한 노력이 종래에 이루어졌고, 예를 들면, 미국특허 4,340,527호는 산화아연을, 미국특허 5,626,960호는 헌타이트와 하이드로마그네사이트의 혼합물, 한국특허공고 92-3250호는 탄산칼슘, 탄산바륨을, 일본특개평 6-81215호 MgO/ZnO 고용체를, 일본특개소 59-133248호는 마그네슘 산화물 또는 수산화물, 하이드로탈사이트를, 미국등록특허 5,447,969호는 스테아린산으로 코팅된 하이드로탈사이트를, 미국등록특허 5,969,028호는 폴리오르가노실록산으로 코팅된 하이드로탈사이트를 내염소제로 사용하고 있다.
일반적으로 하이드로탈사이트 화합물은 할로겐을 포획하는 성질을 지니고 있어 염소를 무해화시키는데 매우 효과적이다. 미국등록특허 5,447,969호는 스테아린산으로 코팅된 하이드로탈사이트, 미국등록특허 5,969,028호는 폴리오르가노실록산으로 코팅된 하이드로탈사이트를 사용하여 하이드로탈사이트의 수분 흡수를 막고 분산성을 향상시켜 방사공정 중 방출 압의 상승과 사절을 어느 정도 개선하였으나, 내염소성 외에 스판덱스의 기타 물성 개선에는 효과가 없었다.
또한, 미국등록특허 5,969,028호의 발명의 상세한 설명에서는 코팅 물질 중에 지방산금속염을 한 가지 예로 들었고 코팅 방법에 대해서는 지방산금속염과 하이드로탈사이트를 단순히 혼합 또는 지방산금속염을 분무하여 코팅한다고 되어 있 다. 코팅 방법에 대한 상세한 설명은 없다. 균일한 코팅을 하기 위해서는 지방산금속염을 액상으로 만들어야 하는데, 대부분의 지방산금속염 자체의 녹는점은 120℃이상이기 때문에 고온 공정이 필요하다. 또한 지방산금속염을 고온에서 녹여도 산화하여 변색하기 쉽다. 그리고 지방산금속염은 물 또는 용제 중에서도 거의 녹지 않기에 용액 상태에서 코팅하기도 어렵다. 그리고 코팅을 했다할지라도 코팅제인 지방산금속염과 하이드로탈사이트와의 결합이 약해 지방산금속염이 쉽게 벗겨지므로 수분 흡수를 막고 분산성을 향상시키기 위해서는 과량의 코팅제를 사용해야한다.
본 발명자들은 상기 종래 기술(미국등록특허 5,969,028호와 같이 지방산금속염을 단순히 혼합 코팅)의 문제점을 해결하기 위해 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 (c)금속화합물로 제조한 복합반응물을 내염소제로 스판덱스에 첨가함으로써 복합반응물 내에서 지방산금속염과 하이드로탈사이트 화합물의 결합이 강하게 작용하여 종래의 지방산금속염을 혼합 코팅한 하이드로탈사이트 화합물을 사용할 때보다 수분 흡수가 적고 분산성도 향상되었다.
또한, 본 발명의 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 (c)금속화합물로 제조한 복합반응물을 사용함으로써, 종래의 지방산금속염으로 혼합 코팅된 하이드로탈사이트 화합물을 사용하였을 경우보다 방사시 방사 팩압 상승 및 사절을 개선하였다.
또한, 스판덱스 섬유의 제조과정에서는 통상적으로 스판덱스 섬유의 점착 방지를 위해 지방산 금속염(마그네슘 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 리튬 스테아 레이트)을 스판덱스 폴리머에 첨가하는데, (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 (c)금속화합물를 복합반응시켜 제조한 복합반응물을 사용할 경우에는 스판덱스 섬유에 점착 방지 효과도 부여하여 스판덱스 폴리머에 지방산 금속염을 추가적으로 투입할 필요가 없다.
본 발명은 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 (c)금속화합물을 복합 반응시켜 제조한 복합반응물을 첨가하여 우수한 내염소성과 해사성을 갖는 스판덱스 섬유 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유는 (a)하이드로탈사이트 화합물, 상기 하이드로탈사이트 화합물 대비 0.1 내지 30중량%의 탄소수가 10 내지 30인 (b)지방산, 상기 지방산 대비 0.5 내지 1 몰 당량의 (c)금속화합물을 반응시켜 제조한 복합 반응물을 스판덱스대비 0.1 내지 10 중량%로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
상기 하이드로탈사이트 화합물은 구조식(1)로 표시되는 것이 바람직하고,
M2+ xAl2(OH)y(An-)zOk·mH 2O (1)
[상기 식에서, M2+는 Mg2+, Ca2+또는 Zn2+이고, An-은 n의 원자가를 갖는 음이온이고, x, y는 적어도 2 이상의 양수값, Z는 3이하의 양수값이고, k는 0 또는 3이하의 양수값, m은 0 또는 양수이다. An-는 OH-, F-, Cl-, Br- , NO3 -, SO2-, CH3COO-, CO3 2-, HPO4 2-, 옥살레이트 이온, 살리실레이트 이온, 실리케이트 이온이다.]
더욱 바람직하게는 하이드로탈사이트 화합물은 구조식(2) 내지 (13)로 표시된다.
Mg4.5Al2(OH)13CO3·3.5H2O (2)
Mg6Al2(OH)16CO3·5H2O (3)
Mg8Al2(OH)20CO3·6H2O (4)
Mg4Al2(OH)12CO3·3H2O (5)
Mg4.5Al2(OH)13CO3 (6)
Mg6Al2(OH)16CO3 (7)
Mg8Al2(OH)20CO3 (8)
Mg4Al2(OH)12CO3 (9)
Mg4.5Al2(OH)13(CO3)0.6O0.4 (10)
Mg6Al2(OH)16(CO3)0.7O0.3 (11)
Mg8Al2(OH)20(CO3)0.5O0.5 (12)
Mg4Al2(OH)12(CO3)0.6O0.4 (13)
[구조식(6) 내지 (9)는 결정수가 제거된 하이드로탈사이트 화합물이고, 구조식(10) 내지 (13)은 결정수가 제거되고 CO3 2- 일부가 분해된 하이드로탈사이트 화합물이다]
상기 금속화합물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화아연(Zn(OH)2), 수산화리튬(LiOH) 수산화바륨(Ba(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화칼륨(KOH), 산화칼슘(CaO), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 산화바륨(BaO), 산화알루미늄(Al2O3), 염화칼슘(CaCl2), 염화아연(ZnCl 2), 염화마그네슘(MgCl2), 염화바륨(BaCl2), 염화리튬(LiCl), 염화알루미늄(AlCl3)중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화리튬(LiOH), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 염화리튬(LiCl), 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이다.
상기 복합반응물은 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산, 및 금속산화물, 금속염화물 또는 금속수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 (c)금속화합물을 160∼180℃ 온도에서 교반, 반응시켜 제조된 것이 바람직하다.
상기 복합반응물의 입자크기는 평균입경이 10㎛이하인 것이 바람직하고, 더 욱 바람직하게는 평균입경이 5㎛이하이다.
상기 스판덱스 섬유는 본 발명의 내염소성 측정 방법에 의해 측정한 강력보지율 값이 85%을 초과하고, 보빈에서 원사 해사시 해사장력이 0.3g이하인 것이 특징이다.
또한, 본 발명에 따른 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유의 제조 방법은 (A) (a)하이드로탈사이트 화합물, 상기 하이드로탈사이트 화합물 대비 0.1 내지 30중량%의 탄소수 10 내지 30의 (b)지방산, 상기 지방산 대비 0.5 내지 1 몰 당량의 금속산화물, 금속염화물 또는 금속수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 (c)금속화합물을 반응시켜 복합반응물을 제조하는 단계; (B) 상기 복합반응물을 유기디이소시아네이트 및 디올을 반응시켜 폴리우레탄 전구체를 제조한 후, 상기 폴리우레탄 전구체를 유기 용매에 용해시킨 후 디아민 및 모노아민과 반응시켜 제조한 폴리우레탄 용액에 첨가, 방사하여 제조하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
이하, 본 발명에 따른 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유 및 이의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니될 것이다.
본 발명의 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산, 및 금속수산화물, 금속산화물 또는 금속염화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 (c)금속화합물을 복합 반응시킨 복합 반응물의 제조방법은 하이드로탈사이트와 하이드로탈사이트대비 0.1 내지 30중량%의 지방산(C10-C30) 및 지방산 몰수대비 0.5 내지 1 몰 당량의 금속산화물이나 수산화물, 또는 금속염화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속화합물을 160 내지 180℃의 온도에서 교반, 반응시킨 후 제조, 여과, 건조하여 제조하였다.
금속화합물의 바람직한 예로는 NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Zn(OH)2, LiOH, Ba(OH)2, Al(OH)3, KOH등의 금속수산화물, CaO, ZnO, MgO, BaO, Al2O3 등의 금속산화물, 또는 CaCl2, ZnCl2, MgCl2, BaCl2, LiCl, AlCl3등의 금속염화물이 있으며, 상기 금속화합물 중 특히 스판덱스 해사성에 효과가 있는 금속화합물로는 칼슘, 마그네슘, 리튬의 화합물이며, 그 외의 금속화합물은 해사성에 효과가 비교적 적다.
본 발명에서 사용되는 하이드로탈사이트 화합물의 구조식(1)을 표현하면.
M2+ xAl2(OH)y(An-)zOk·mH 2O (1)
[상기식에서, M2+는 Mg2+, Ca2+또는 Zn2+이고, A n-은 n의 원자가를 갖는 음이온이고, x, y는 적어도 2 이상의 양수값, Z는 3이하의 양수값이고, k는 0 또는 3이하의 양수값, m은 0또는 양수이다. An-는 OH-, F-, Cl-, Br- , NO3 -, SO2-, CH3COO-, CO3 2-, HPO4 2-, 옥살레이트 이온, 살리실레이트 이온, 실리케이트 이온이다.]
상기 방법으로 제조된 바람직한 하이드로탈사이트의 구조식의 구제적인 예를 들면 다음과 같다.
Mg4.5Al2(OH)13CO3·3.5H2O (2)
Mg6Al2(OH)16CO3·5H2O (3)
Mg8Al2(OH)20CO3·6H2O (4)
Mg4Al2(OH)12CO3·3H2O (5)
(2) 내지 (5)의 하이드로탈사이트에서 결정수를 제거한 다음과 같은 구조식이 표시되는 화합물도 가능하다.
Mg4.5Al2(OH)13CO3 (6)
Mg6Al2(OH)16CO3 (7)
Mg8Al2(OH)20CO3 (8)
Mg4Al2(OH)12CO3 (9)
(6) 내지 (9)의 결정수 외에도 CO3 2- 일부가 분해된 하이드로탈사이트도 이용할 수 있으며 예를 들면 (10)∼(13)과 같다.
Mg4.5Al2(OH)13(CO3)0.6O0.4 (10)
Mg6Al2(OH)16(CO3)0.7O0.3 (11)
Mg8Al2(OH)20(CO3)0.5O0.5 (12)
Mg4Al2(OH)12(CO3)0.6O0.4 (13)
본 발명의 지방산과, 금속산화물 또는 금속수산화물 또는 금속염화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속화합물과, 하이드로탈사이트의 복합 반응물의 첨가량은 스판덱스대비 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직한데, 0.1중량% 보다 적으면, 스판덱스에 내염소성 및 해사성을 부여하는 특성이 적으며, 10 중량%를 초과하면 스판덱스에 내염소성 및 해사성을 부여하는 성능은 더 향상되나, 과다한 무기물 함유로 인해 강도, 신도, 모듈러스를 저하시킨다.
본 발명의 지방산과, 금속산화물 또는 금속염화물 또는 금속수산화물과, 하이드로탈사이트의 복합 반응물의 크기는 평균입경이 10㎛이하가 바람직하며, 더욱 바람직한 것은 5㎛이하가 공정 적용상 좋다.
본 발명의 스판덱스 섬유 제조에 사용되는 폴리우레탄 중합체는 당 분야에 공지된 바와 같이 유기디이소시아네이트 및 고분자 디올을 반응시켜 폴리우레탄 전구체를 제조한 후, 이를 유기 용매에 용해시킨 후 디아민 및 모노아민과 반응시킴으로써 제조된다.
본 발명에서 사용되는 상기 유기 디이소시아네이트로는 디페닐메탄-4,4'-디 이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 부틸렌디이소시아네이트, 수소화된 P,P-메틸렌디이소시아네이트 등이 있다. 상기 고분자 디올로는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리카보네이트디올 등이 사용될 수 있다. 상기 디아민류는 쇄연장제로서 사용되며, 이의 예로는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 하이드라진 등이 있다. 또한 모노아민은 쇄종지제로서 사용되며, 이의 예로는 디에틸아민, 모노에탄올아민, 디메틸아민 등이 있다.
본 발명에서는 자외선, 대기 스모그, 스판덱스 가공 공정 중 열처리 등에 의한 스판덱스의 변색, 물성 저하를 방지하기 위해 힌더드 페놀계 화합물, 벤조퓨란-온계 화합물, 세미카바지드계 화합물, 벤조 트리아졸계 화합물, 힌더드 아민계 화합물, 중합체성 3급 아민 안정화제(예를 들면, 3급 질소 원자를 지닌 폴리우레탄, 폴리 디알킬 아미노알킬 메타크릴레이트) 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 스판덱스 섬유는 상기 성분외에도 이산화티탄, 마그네슘 스테아레이트 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 이산화티탄은 스판덱스 섬유 총 중량을 기준으로, 스판덱스의 백색 정도에 따라 0.1 내지 5 중량%의 범위로 사용될 수 있다. 또한 마그네슘 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트, 리튬 스테아레이트는 스판덱스 섬유 총 중량을 기준으로 0.1 내지 2 중량%의 범위로 사용될 수 있으며, 이는 스판덱스의 해사성을 향상시키기 위하여 부가된다.
본 발명의 지방산과, 금속산화물 또는 금속염화물 또는 금속수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속화합물과 하이드로탈사이트를 복합반응시킨 화합물를 사용할 경우에는 스판덱스의 원사 점착성을 방지하는 효과가 있기에 상기 점 착 방지제인 마그네슘 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트, 리튬 스테아레이트를 사용하지 않아도 된다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것으로써, 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
<내염소성 테스트>
염소수내 강력보지율 테스트 : 스판덱스 섬유를 50% 신장하에 pH 4.2, 97 내지 98℃의 물에서 2시간 습열처리하여 상온에서 식힌 후, 활성염소량 3.5 ppm, pH 7.5의 45L염소수에 상온에서 24시간 침적한 후 강력 보지율을 평가하였다.
* 강력 보지율(%) = S/So × 100 (So : 처리 전 강력, S : 처리 후 강력)
* 강력 평가를 위해서 인스트론(Instron) 4301(인스트론사, 미국)을 이용했으며, 시료길이는 5㎝이며 셀(Cell)은 1 Kg를 이용하여 인장 속도(Cross Head Speed)는 300mm/min로 측정하였다.
<해사 장력 테스트>
보빈을 크릴에 고정시키고 보빈의 중심과 장력 측정 센서(Tension meter)(Rothchild, 스위스)의 위치가 일직선이 되어 OETO(Over End Take Off) 방식 으로 풀릴 때 사도가 꺾이지 않고 장력 측정 센서 위를 통과하게 설정한다. 분당 250 m/min 속도로 해사하면서 3분후 원사에 걸리는 장력값(g)을 1분 동안 측정하여 평균값을 구한다. 그리고 원사는 3콘을 측정하여 평균값을 낸다.
해사장력 측정 방법을 도1에 개략적으로 나타내었다.
* 원사와 해사장력기(F-meter winder R1083)(Rothchild, 스위스)의 winder 사이의 거리는 1.5m이고 원사와 장력측정센서(Tension meter)(Rothchild, 스위스) 사이의 거리는 1.1m로 하였다.
실시예 1∼5 및 비교예 2에 사용된 하이드로탈사이트의 제조방법은 다음과 같다.
<① 하이드로탈사이트의 조제>
3L 용량의 고압반응기 내에 물 1.4L를 넣고 수산화마그네슘 0.7몰을 넣어 슬러리 시킨 후 중탄산나트륨 0.48 몰을 넣고 30분간 교반시킨다. 여기에 수산화알루미늄 0.35몰을 투입하고 350 rpm의 교반속도, 100psi의 압력 및 160 내지 180℃의 온도로 1 내지 2시간, 바람직하게는 1시간 30분 동안 반응시킨 후 상압으로 조절하여 스테아린산을 고형분의 15중량%만큼 첨가하고 염화마그네슘을 스테아린산의 1/2당량으로 첨가한 후, 다시 160 내지 180℃의 온도로 30분간 교반하면서 반응시켰다. 반응 완료 후 여과, 건조, 분쇄하여 백색의 분말을 얻었다.
<② 하이드로탈사이트의 조제>
하이드로탈사이트의 조제①와 동일하게 하며 염화마그네슘대신 염화칼슘을 스테아린산의 1/2당량으로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
<③ 하이드로탈사이트의 조제>
하이드로탈사이트의 조제①와 동일하게 하며 염화마그네슘대신 염화리튬을 스테아린산의 1당량으로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
<④ 하이드로탈사이트>
①의 하이드로탈사이트의 결정수를 제거한 하이드로탈사이트
<⑤ 하이드로탈사이트>
①의 하이트로탈사이트의 결정수를 제거하고 탄산이온(CO3 2-)을 일부 제거한 하이드로탈사이트
<⑥ 하이드로탈사이트>
하이드로탈사이트(Mg6Al2(OH)16CO3·5H2O ) 9.25 kg와 마그네슘 스테아레이트 0.75kg을 140℃ 온도에서 60rpm의 교반 속도로 30분간 mixing하여 제조한다.
[실시예1-5, 비교예1-4]
세그먼트 폴리우레탄 중합체의 제조
디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 518g과 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(분자량 1800) 2328g을, 질소가스기류 중에서 80℃, 90분간 교반하면서 반응시켜 양말단에 이소시아네이트를 지닌 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하였다. 프리폴리머를 실온까지 냉각시킨 후, 디메틸아세트아마이드 4269g을 가하여 폴리우레탄 프리폴리머 용액을 얻었다. 이어서 에틸렌디아민 34.4g, 프로필렌디아민 10.6g, 디에틸아민 9.1g을 디메틸아세트아마이드 1117 g에 용해하고 10℃이하에서 상기 프리폴리머 용액에 첨가하여 폴리우레탄 용액을 얻었다.
이 중합물의 고형분대비 첨가제로서는 에틸렌비스(옥시에틸렌)비스-(3-(5-t-부틸-4-히드록시-m-토일)-프로피오네이트) 1.5중량%, 5,7-디-t-부틸-3-(3,4-디메틸페닐)-3H-벤조퓨란-2-온 0.5중량%, 1,1,1′,1′-테트라메틸-4,4′-(메틸렌-디-p-페닐렌)디세미카바지드 1중량%, 폴리(N,N-디에틸-2-아미노에틸 메타크릴레이트) 1중량%, 이산화티탄 0.1중량%, [표1], [표2]에 표시된 대로 하이드로탈사이트 (실시예1-5, 비교예1-4)를 첨가 혼합하여 폴리우레탄 방사원액을 얻었다.
상기 첨가제들을 폴리우레탄 방사원액에 첨가하기 전에 독일 Drais Mannheim사의 Advantis V3기기를 이용하여 첨가제들을 디메틸아세트아미드 용매에 분산, 분쇄한 후 폴리우레탄 방사원액에 첨가하였다.
이 방사원액을 탈포후, 방사통 상부온도 250℃의 뜨거운 공기중으로 방사하 여 3 필 라멘트 40데니어 스판덱스 섬유를 제조하고 권취 전에 유제(TNU-604, 산요(Sanyo)사, 일본) 3.5% 부착하고 권취하였다.
이의 물성을 평가하여 [표1], [표2]에 정리하였다.
구 분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
하이드로탈 사이트 종류 및 함량 ①하이드로탈사이트, 4중량% ②하이드로탈사이트, 4중량% ③하이드로탈사이트, 4중량% ④하이드로탈사이트, 4중량% ⑤하이드로탈사이트, 4중량%
하이드로탈사이트 구조식 Mg4Al2(OH)12CO3·3H2O Mg4Al2(OH)12CO3·3H2O Mg4Al2(OH)12CO3·3H2O Mg4Al2(OH)12CO3 Mg4Al2(OH)12(CO3)0.8O0.2
24hrs 처리후 강력보지율 88% 89% 87% 95% 86%
해사 장력(g) 0.13 0.12 0.12 0.12 0.15
방사 작업성 사절수 (횟수/시간) 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01
구 분 비교예1 비교예2 비교예3 비교에4
하이드로탈 사이트 종류 및 함량 스테아릭엑시드 5% 코팅된 하이드로탈사이트 4중량% ⑥ 하이드로탈사이트 4중량% 코팅되지 않은 하이드로탈사이트 코팅되지 않은 하이드로탈사이트
하이드로탈 사이트 구조식 Mg4.5Al2(OH)13CO3·3.5H2O Mg6Al2(OH)16CO3·5H2O Mg4Al2(OH)12CO3 Mg4Al2(OH)12(CO3)0.5O0.5
24hrs 처리후 강력보지율 85% 83% 80% 72%
해사 장력(g) 0.66 0.45 0.87 0.99
방사 작업성 사절수 (횟수/시간) 0.02 3 7 5
* b값이 작을수록 변색이 적게 된 것임
상기 표와 같이 본 발명의 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 (c)금 속화합물을 복합 반응시킨 복합 반응물을 폴리우레탄 용액에 투입하여 제조한 스판덱스 섬유(실시예 1내지 5)는 종래기술(비교예 1내지 4)보다 염소수내 강력보지율이 86%이상으로 내염소성이 우수하고, 특히 본 발명의 스판덱스 섬유(실시예 1내지 5)는 해사장력 0.15g/d이하로 해사성이 우수하다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 우수한 내염소성과 해사성을 동시에 지니는 스판덱스 섬유가 제공되는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 스판덱스 섬유의 제조방법은 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산 및 (c)금속화합물을 복합 반응시킨 복합 반응물을 사용함으로써 방사시 방사 팩압 상승 및 사절을 개선하였다.
또한, 본 발명의 복합반응물은 스판덱스 섬유에 점착 방지 효과도 부여하여 스판덱스 폴리머에 지방산 금속염을 추가적으로 투입할 필요가 없다.

Claims (10)

  1. (a) 하이드로탈사이트 화합물,
    (b) 상기 하이드로탈사이트 화합물 대비 0.1 내지 30중량%의 탄소수가 10 내지 30인 지방산,
    (c) 상기 지방산대비 0.5 내지 1 몰 당량의 금속산화물, 금속염화물 또는 금속수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속화합물을 반응시켜 제조한 복합 반응물을 스판덱스대비 0.1 내지 10 중량%로 첨가하는 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
  2. 제 1항에 있어서,
    하이드로탈사이트 화합물은 구조식(1)로 표시되는 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
    M2+ xAl2(OH)y(An-)zOk·mH 2O (1)
    [상기식에서, M2+는 Mg2+, Ca2+또는 Zn2+이고, An-은 n의 원자가를 갖는 음이온이고, x, y는 적어도 2 이상의 양수값, Z는 3이하의 양수값이고, k는 0 또는 3이하의 양수값, m은 0 또는 양수이다. An-는 OH-, F-, Cl-, Br- , NO3 -, SO2-, CH3COO-, CO3 2-, HPO4 2-, 옥살레이트 이온, 살리실레이트 이온, 실리케이트 이온이다.]
  3. 제 1 항에 있어서,
    하이드로탈사이트 화합물은 구조식(2) 내지 (13)로 표시되는 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
    Mg4.5Al2(OH)13CO3·3.5H2O (2)
    Mg6Al2(OH)16CO3·5H2O (3)
    Mg8Al2(OH)20CO3·6H2O (4)
    Mg4Al2(OH)12CO3·3H2O (5)
    Mg4.5Al2(OH)13CO3 (6)
    Mg6Al2(OH)16CO3 (7)
    Mg8Al2(OH)20CO3 (8)
    Mg4Al2(OH)12CO3 (9)
    Mg4.5Al2(OH)13(CO3)0.6O0.4 (10)
    Mg6Al2(OH)16(CO3)0.7O0.3 (11)
    Mg8Al2(OH)20(CO3)0.5O0.5 (12)
    Mg4Al2(OH)12(CO3)0.6O0.4 (13)
    [구조식(6) 내지 (9)은 결정수가 제거된 하이드로탈사이트 화합물이고, 구조식(10) 내지 (13)는 결정수가 제거되고 CO3 2- 일부가 분해된 하이드로탈사이트 화합물이다]
  4. 제 1 항에 있어서,
    금속화합물은 NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Zn(OH)2, LiOH, Ba(OH)2, Al(OH)3, KOH, CaO, ZnO, MgO, BaO, Al2O3, CaCl2, ZnCl2, MgCl2, BaCl2, LiCl, AlCl3 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속화합물은 Ca(OH)2, Mg(OH)2, LiOH, CaO, MgO, CaCl2, MgCl2, LiCl 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합반응물은 (a)하이드로탈사이트 화합물, (b)지방산, 및 금속산화물, 금속염화물 또는 금속수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 (c)금속화합물을 160∼180℃ 온도에서 교반, 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
  7. 제 1 항에 있어서,
    복합반응물의 입자크기는 평균입경이 10㎛이하인 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
  8. 제 1 항에 있어서,
    복합반응물의 입자크기는 평균입경이 5㎛이하인 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스판덱스 섬유는 습열처리후 염소수에 상온에서 24시간 침적한 후 하기 식에 의해 측정한 강력보지율 값이 85%을 초과하고, 보빈에서 원사 해사시 해사장력이 0.3g이하인 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유.
    강력 보지율(%) = S/So × 100 (So : 처리 전 강력, S : 처리 후 강력)
  10. (A) (a)하이드로탈사이트 화합물, 상기 하이드로탈사이트 화합물 대비 0.1 내지 30중량%의 탄소수 10 내지 30의 (b)지방산, 상기 지방산 대비 0.5 내지 1 몰 당량의 금속산화물, 금속염화물 또는 금속수산화물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 (c)금속화합물을 반응시켜 복합반응물을 제조하는 단계;
    (B) 상기 복합반응물을 유기디이소시아네이트 및 디올을 반응시켜 폴리우레탄 전구체를 제조한 후, 상기 폴리우레탄 전구체를 유기 용매에 용해시킨 후 디아민 및 모노아민과 반응시켜 제조한 폴리우레탄 용액에 첨가, 방사하여 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내염소성 및 해사성이 우수한 스판덱스 섬유의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN107227500A (zh) * 2016-03-25 2017-10-03 泰光产业株式会社 耐热性及耐氯性优异的聚氨酯脲弹性纤维
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