KR101424819B1 - 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그제조방법 - Google Patents

상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101424819B1
KR101424819B1 KR1020080056392A KR20080056392A KR101424819B1 KR 101424819 B1 KR101424819 B1 KR 101424819B1 KR 1020080056392 A KR1020080056392 A KR 1020080056392A KR 20080056392 A KR20080056392 A KR 20080056392A KR 101424819 B1 KR101424819 B1 KR 101424819B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
yarn
cationic dye
atmospheric pressure
strength
copolyester
Prior art date
Application number
KR1020080056392A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090130667A (ko
Inventor
양승철
김효정
손양국
Original Assignee
주식회사 효성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020080056392A priority Critical patent/KR101424819B1/ko
Publication of KR20090130667A publication Critical patent/KR20090130667A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101424819B1 publication Critical patent/KR101424819B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/84—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from copolyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41—Compounds containing sulfur bound to oxygen
    • C08K5/42—Sulfonic acids; Derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P5/00—Other features in dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form
    • D06P5/02—After-treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/14—Dyeability

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

본 발명은 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 지방족 이염기산의 함량이 전체 이염기산 성분의 1~20몰%이고, 화학식 (1)로 표시되는 금속 설포네이트염을 함유하는 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트의 함량이 전체 이염기산 성분의 1.0 ~ 2.0 몰%을 포함하는 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물로 제조된 단사섬도가0.1 ~ 0.5데니어, 단사수가 70 이상인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유, 지연냉각부, 냉각공기 취출면

Description

상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그 제조방법{Atmospheric Cationic Dye Dyeable Copolyester Micro Fiber and Manufacturing Method thereof}
본 발명의 구현예들은 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 지방족 이염기산 및 금속 설포네이트염을 함유하는 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트를 포함하는 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물을 이용하여 제조된 단사섬도가 0.1 ~ 0.5데니어, 단사수가 70 이상인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 폴리에스터 섬유는 단사섬도가 1.0 데니어 이하인 극세 섬유로 보편화되어 있으나, 폴리에스터 섬유에 부드러운 촉감을 발현하기 위해서 단사섬도가 0.5 데니어 이하인 폴리에스터 극세 섬유로 관심이 집중되고 있다.
폴리에스터 극세 섬유를 단사섬도가 0.5 데니어 이하로 제조하기 위해서는 필라멘트 간의 균일한 냉각이 필수적이며, 이러한 균일한 냉각은 원사 유동을 최소화시킬 수 있기에 원사의 우수한 물성을 결정하는 중요한 요인이 되고 있다. 이러한 균일 냉각을 제공하기 위해서 대한민국 등록특허 제0181183 호는 지연냉각부의 길이를 20~120mm로 제어하고 방사팩 내 체류시간을 4분 이내로 줄여주는 방법 등으로 단사섬도가 1.0 데니어 이하인 폴리에스터 극세 필라멘트를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 하지만, 상기 방법으로 0.5 데니어 이하의 폴리에스터 극세 섬유를 제조할 경우에는 극세 필라멘트에 균일한 냉각을 제공하는 것이 어려워 폴리에스터 원사의 물성이 저하되는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 균일한 냉각을 제공하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 대한민국 특허출원 제2001-38074호에 개시한 지연냉각부 길이 제어 및 냉풍취출면과 사조간의 거리를 제어하는 방법 및 원통형 냉각공기 공급장치(대한민국 특허출원 제2003-90148호)를 이용한 연신사 제조 방법 등이 제시되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정성이 우수하고, 100℃ 이하의 상압에서 카치온 염료에 대한 우수한 가염성을 발현하는 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 극세 필라멘트에 균일한 냉각을 제 공할 수 있는 상기 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양상은 지방족 이염기산의 함량이 전체 이염기산 성분의 1~20몰%이고, 화학식 (1)로 표시되는 금속 설포네이트염을 함유하는 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트의 함량이 전체 이염기산 성분의 1.0 ~ 2.0 몰%인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물로 제조된 단사섬도가 0.1 ~ 0.5데니어, 단사수가 70 이상인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112008042879563-pat00001
상기 식에서, M은 알칼리 금속이다.
상기 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물은 반응중에 부산물로 생성되는 디에틸렌 글라이콜의 함량이 전체 중합물 대비하여 1.5 ~ 5.5 중량%, 카르복실 말단기가 30 ~ 50 당량/톤 및 중합물 내 미반응 테레프탈산의 함량이 20ppm 이하이다.
상기 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물은 3관식 TPA 중합반응기로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 제조 방법으로서, 상기 방법이 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물을 용융방사하는 단계를 포함하고, 상기 용융방사에서 방사구금 직하의 지연 냉각부의 길이는 20mm이하, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리는 2 ~ 30mm로 조절하는 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 단사섬도가 0.1 ~ 0.5 데니어이고, 단사수가 70 이상인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유는 100℃ 이하의 상압에서 카치온 염료에 의한 우수한 가염성을 발현할 수 있고, 상기 극세 섬유의 용융방사공정에서 필라멘트수가 많고 단사섬도가 낮은 폴리에스터 섬유에 균일한 냉풍을 제공할 수 있어, 냉풍간 또는 냉풍과 사조간의 충돌에 의한 와류가 제어되고, 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 공정성 및 물성을 효과적으로 개선할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 구현예에 따른 하나의 양상은 지방족 이염기산의 함량이 전체 이염기산 성분의 1~20몰%이고, 화학식 (1)로 표시되는 금속 설포네이트염을 함유하는 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트의 함량이 전체 이염기산 성분의 1.0 ~ 2.0 몰%인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물로 제조된 단사섬도가0.1 ~ 0.5데니어, 단사수가 70 이상인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112008042879563-pat00002
상기 식에서, M은 알칼리 금속이다.
본 발명에 의한 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유는 지방족 이염기산을 포함하여 100℃ 이하의 상압에서 가염이 가능하고, 상기 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트로 인하여 카치온 염료에 우수한 가염성을 발현할 수 있다.
본 발명에 의한 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물에서 지방족 이염기산의 함량은 전체 이염기산 성분의 1 ~ 20몰%이며, 금속 설포네이트염을 함 유하는 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트의 함량은 전체 이염기산 성분의 1.0 ~ 2.0 몰%이고, 반응중에 부산물로 생성되는 디에틸렌 글라이콜의 함량은 전체 중합물 대비하여 1.5 ~ 5.5 중량%이고, 카르복실 말단기는 30 ~ 50 당량/톤이며, 중합물 내 미반응 테레프탈산의 함량은 20ppm 이하이다.
본 발명의 구현예에서 상압 가염성을 제공하는 지방족 이염기산은 중합물 내의 전체 이염기산의 1~20몰%가 바람직하며, 상기 이염기산의 성분이 1몰% 미만이면 중합물의 유리전이온도를 낮추는 효과를 얻기가 어려우며, 20몰%를 초과하면 중합물의 결정성이 너무 낮아져 방사 등의 작업성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 지방족 이염기산은 쑥신산(Succinic acid), 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(azelaic acid), 또는 세바크산(Sebacic acid)일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 구현예에서 카치온 염료 가염성을 발휘하게 하기 위해 첨가되는 금속 설포네이트염 함유 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트(이하 DES로 약칭)는 하기 화학식 (1)로 표시된다. 상기 DES의 함량은 중합물 내의 전체 이염기산 성분의 1 ~ 2.0몰%인 것이 바람직하다. 상기 DES의 함량이 1 몰% 미만이면 카치온 염료에 대한 가염성 발현이 어렵고, 2.0몰%를 초과하면 중합물의 용융온도가 상승하여 중합물의 극한 점도를 높이는 것이 어려워 원사의 강도가 낮아지며, 이로 인하여 섬유용으로 부적합한 중합물이 생성되거나, 또는 중합물의 중합공정성이 저해되는 문제점이 발생할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112008042879563-pat00003
상기 식에서, M은 알칼리 금속이다.
상기 화학식 1의 알칼리 금속은, 예를 들어, Na, Li, K 등이 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 의한 디에틸렌 글라이콜(Diethylene Glycol, 이하 DEG로 약칭)은 테레프탈산(terephthalic acid, 이하 TPA 로 약칭)의 산성분으로 인하여 중합공정에서 부반응으로 생성된다. 상기 DEG의 함량은 전체 중합물 대비 1.5~5.5중량%이다. 테레프탈산 중합공법 및 산성이 높은 DES를 첨가할 경우에는 상기 DEG의 함량이 중합물 대비 1.5중량% 미만으로 달성되기가 어려우며, 또한, 상기 함량이 1.5중량% 미만일 경우에는 중합물의 유리전이온도를 낮추는 효과를 얻기 어려운 문제점이 발생할 수 있다. 반면에, 상기 DEG의 함량이 5.5중량%를 초과할 경우에는 중합물의 열안정성이 너무 낮아져서 중합물의 방사공정성이 악화될 수 있다.
본 발명에 의한 카르복실 말단기는 미반응 테레프탈산에 의한 카르복실 말단기 및 TPA 의 열분해에 의해서 생성된다. 상기 카르복실 말단기의 함량은 전체 중합물 내 30~50당량/톤이다. 상기 카르복실 말단기의 함량이 30당량/톤 미만이면 중합물의 반응시간이 장기화되어 중합물의 열화 및 부반응물인 DEG의 증가가 발생될 수 있다. 또한 카르복실 말단기의 함량이 50당량/톤을 초과하면 대부분이 열분해에 의한 카르복실 말단기이기 때문에 중합물의 열화 발생이 증가하고, 이로 인하여 중합물의 겔화 등이 발생하여 반응 공정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 의한 중합물 내에 미반응 TPA의 함량은 20ppm 이하이다. 미반응 TPA는 용융되지도 않고 용매에 용해되기도 어려운 물질이므로, 20ppm을 초과할 경우에 미반응 상태로 잔류하는 TPA로 인하여 원사의 방사작업에서 공정성이 악화될 수 있다.
본 발명에 의한 중합물의 용융온도는 215~240℃가 바람직하다. 215℃보다 낮을 경우에는 내열성이 저하되어 원사의 방사공정성이 악화될 수 있고, 상기 용융온도가 240℃보다 높을 경우에는 공중합 단량체들이 미반응 상태로 중합물 내에 잔류하게 되므로 중합물 및 원사의 품질이 저하될 수 있다.
본 발명에 의한 중합물의 극한 점도는 0.5~0.65dl/g이고, 유리전이 온도는 70℃이하 이다.
또한, 본 발명에 의한 중합물의 중축합 촉매로 현재 대부분의 폴리에스터 중합물의 제조에 사용되는 안티모니계 화합물을 사용한다.
본 발명에 의한 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물은 3관식 TPA 중합반응기로 제조될 수 있다.
상기 중합물의 제조 방법에 대하여 도 1을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
(a) 조제조 (1)에서 반응 원료인 테레프탈산과 에틸렌 글라이콜(ethylene Glycol, 이하 EG로 약칭)의 슬러리 (slurry)를 조제하고, 상기 슬러리에 지방족 이염기산을 첨가하여 슬러리를 제조한다. 상기 테레프탈산과 지방족 이염기산의 몰비는 20:80~1:99이다.
(b) 상기 (a)에서 제조된 슬러리를 보관조 (2)에 보관한다.
(c) 세미 배치(Semi-batch) 공정으로 제 1 반응조 (3)에 항상 베이스 올리고머가 일정한 온도로(통상 250~260℃) 체류되고, 상기 보관조 (2)의 슬러리를 상기 제 1 반응조 (3)로 지속적으로 투입한 후에 에스터화 반응을 진행한다. 에스터화(Esterification) 반응의 종료는 상기 반응조에서 유출되는 유출수의 양과 올리고머의 반응률로 결정한다.
(d) 상기 제 1 반응조 (3)에서 에스터화 반응이 진행된 올리고머를 제 1 이송라인 필터(바스켓 필터로 구성, 4)를 통해서 제 2 반응조 (5)로 이송하여 추가로 반응을 진행하고, 상기 화학식 (1)로 표시되는 DES를 투입한다.
(e) 상기 제 2 반응조 (5)에서 반응이 진행된 난연 올리고머를 제 2 이송라인 필터 (바스켓 필터로 구성, 6)를 통해서 중축합 반응조 (7)로 이송하여 올리고머를 반응시켜 난연 폴리에스터를 반응하고 난연 폴리에스터를 중축합한다.
(f) 펠렛 타이져 (8)에서 상기 반응조 (7)에서 제조된 폴리머를 배출하여 칩(Chip)화한다.
본 발명의 구현예에 따른 다른 양상은 코폴리에스터 극세 섬유의 제조 방법에 있어서, 상기 방법이 본 발명에 의한 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중 합물을 용융방사하는 단계를 포함하고, 상기 용융방사에서 방사구금 직하에 냉각 장치의 지연 냉각부(Hot Zone) 길이를 20mm이하로 조절하고, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 2 ~ 30mm로 제어되는 단사섬도가 0.1 ~ 0.5 데니어이고, 단사수가 70 이상인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 제조 방법은 방사구금으로부터 압출된 직후에 원사에 균일한 냉각을 제공할 수 있기에 냉풍간이나 냉풍과 사조간의 충돌에 의한 와류를 제어할 수 있어 원사의 물성 변화를 최소화하고, 원사의 균제도, 공정성 및 물성을 개선할 수 있다.
본 발명에 의한 상기 제조 방법에서 상압 카치온 염료 가염성 중합물은 방사 구금에서 토출되어 사조로 형성되고, 상기 사조는 지연 냉각부(Hot Zone)의 길이 및 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리가 조절된 냉각장치에 의해서 균일하게 급냉되어 단사섬도가 0.1 ~ 0.5 데니어이고, 단사수가 70 이상인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유를 제조한다.
상기 지연 냉각부의 길이는 바람직하게는 20mm이하이고 상기 길이가 20mm를 초과하면 균일한 냉각이 제공되지 않아 원사의 균일성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 냉풍취출면과 필라멘트 간의 거리는 2 ～ 30mm로 제어하는 것이 바람직하며, 상기 냉풍취출면과 필라멘트간의 거리가 2mm 미만이면 필라멘트 사조가 냉풍취출면에 부착될 수 있고, 상기 냉풍취출면과 필라멘트간의 거리가 30mm 초과하 면 원사의 물성이 불균일해지고 공정성이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 상기 제조방법은 상기 용융방사 단계에서 극세 미연신사(POY)를 제조하고, 상기 미연신사를 연신하여 연신사를 제조할 수 있으며, 또는, 별도의 연신 공정을 거치지 않고 상기 용융방사 단계에서 방사 직접 연신(Spin-Draw)공법을 이용하여 연신사를 제조할 수 있다.
본 발명에 의해 용융방사된 미연신사(POY)는 하기의 식(1) 내지 식(3)를 만족시키는 물성을 나타낸다.
식(1)　 T(χ)≥1.2 g/den
(상기 식(1)에서 T(χ): χ％ 연신시의 강력(g)÷원사데니어, χ: 파단신도(％)÷2)
식(2)　　S = 강도(g/den)×파단신도(%)1/2 ≥23
식(3) 균제도 (U%)≤1.3
상기 T(χ)는 중신에서의 강도를 나타내고, S는 강도(g/den)×파단신도(%)1 /2로 원사의 강력을 의미하는 함수이다.
본 발명에 의해서 미연신사 또는 방사 직접 연신(Spin-Draw)공법을 이용하여 제조된 연신사는 하기의 식을 만족시키는 물성을 나타낸다.
식(3)　　균제도 (U%)≤ 1.3
식(4)　　S = 강도(g/den)×파단신도(%)1 /2 ≥20
강도(g/den): 파단신도시의 강력×원사데니어
상기 연신사는 미연신사 특성과 유사하게 균제도가 우수하고 높은 강력특성을 가지며, 공정성 및 염색성이 우수하다. 특히, 방사 직접 연신(Spin-Draw)공법을 이용하여 제조된 연신사는 강도가 3.3g/den이상인 것이 바람직하다.
이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예1 : 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물의 제조
지방족 이염기산으로 아디픽 에시드(이하 AA로 약칭)를 전체 이염기산의 8.5몰% 가 되도록 TPA : AA: EG를 64.5:5.3:30.3(중량비)으로 혼합하여 슬러리를 조제하였다. 상기 슬러리를 AA가 전체 이염기산 대비 8.7몰% 섞여 있는 베이스 올리고머 1.3톤이 255℃로 유지되며 용융되어 있는 제 1반응조에 255℃를 유지하며 지속적으로 투입하였다. 중합물이 1.5톤이 되게 슬러리를 투입하고 30분 동안 반응을 지속한 후 계량펌프를 이용하여 제 2반응조로 1.5톤을 이송하였다. 이송된 올리고머에 화학식 (1)로 대표되는 DES 중 M이 Na인 물질(분자량 356이며 35 중량%의 농도로 EG에 녹아 있는 상태임)을 전체 이염기산(TPA, AA, DES)대비하여 1.3몰% 투입하였다. 충분히 교반한 후 중축합 반응조로 이송 하였으며 안티모니 트리옥사이드 2% EG 용액을 중합물 대비 안티모니 트리옥사이드 기준으로 250ppm 투입하여 285 ℃, 1토르 이하에서 반응을 진행하여 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물을 제조하였다. 상기 제조된 중합물의 극한점도는 0.57dl/g이고, 디에틸렌글라이콜의 중합물 대비 함량이 2.3 중량%, 카르복실 말단기는 35당량/톤 및 미반응 TPA는 8ppm이었다. 또한, 시차주사열분석기에 의해서 중합물의 융점은 232℃, 유리전이 온도는 65℃로 측정되었다.
실시예 1
방사온도 295℃, 방사구금 치수는 홀직경 0.18mm, 홀길이 0.54mm이며 필라멘트수는 192개로 최종 연신사의 단사섬도가 0.2 데니어가 되도록 토출량을 조절하여 방사속도 2,800m/분에서 제조예 1의 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물을 용융방사하였다. 냉풍 온도는 20℃로 조정하였고, 지연 냉각부는 방사구금 직하에서 설치하여 그 길이를 5mm로 조정하였다. 또한 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리가 30mm이 되도록 조정하였다. 제조된 폴리에스터 극세사의 미연신사를 연신비 1.521로 연신하였다. 미연신사 및 연신사의 공정성, 염색성, 균제도 및 식(1) 내지 식(4)에서 정의된 T(χ), S 등의 함수값을 표 1에 나타내었다.
실시예 2　　　
최종 연신사의 단사섬도가 0.3 데니어, 지연냉각부의 길이를 20mm, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 20mm로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 3
방사온도 295℃, 방사구금 치수는 홀직경 0.18mm, 홀길이 0.54mm이며 필라멘트수는 192개로 최종 원사의 단사섬도가 0.2데니어가 되도록 토출량을 조절하여 제1고뎃롤러의 온도와 속도를 75℃, 1700m/분, 제2고뎃롤러의 온도와 속도는 120℃, 3900m/분으로 조절하여 제조예 1의 중합물을 방사 직접 연신(Spin-Draw)공법으로 용융방사하여 연신사를 제조하였으며, 냉각온도, 지연냉각부 및 냉풍취출면과 필라멘트간의 거리는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 상기 제조된 연신사의 물성은 표 1에 나타내었다.
비교예 1　　
최종 연신사의 단사섬도가 0.5 데니어, 지연냉각부의 길이를 30mm, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 20mm로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 2　　　
최종 연신사의 단사섬도가 0.3 데니어, 지연냉각부의 길이를 30mm, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 20mm로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 3　　
최종 연신사의 단사섬도가 0.5 데니어, 지연냉각부의 길이를 60mm, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 20mm로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 4　　　
최종 연신사의 단사섬도가 0.5 데니어, 지연냉각부의 길이를 20mm, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 40mm로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 5　　
최종 연신사의 단사섬도가 0.5 데니어, 지연냉각부의 길이를 20mm, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 120mm로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 6　
최종 연신사의 단사섬도는 0.5 데니어, 지연냉각부의 길이를 30mm, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리를 120mm로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure 112008042879563-pat00004
물성 측정방법
1) 방사 공정성 평가 내용 : ○- 매우 양호, △ - 보통, ×- 불량,××- 측정 불가
2) 염색성 평가방법 : ○ - 매우 양호, △ - 보통, ×- 불량
시료 : 원사를 환편기로 20cm 길이가 되도록 편직하였다.
염욕 : 일본화약의 분산형 카치온염료인 Kayacryl Blue염료를 염료농도 1% o.w.f.로 만든 후, 액비 1대 15로 조제하였다.
염색시험: 시료를 염욕에 넣고, 염색온도를 95℃까지 1℃/분으로 일정하게 승온하여 95℃에서 30분간 유지하면서 염색하였다. 염색이 끝난 시료를 충분히 건조 후, 백색판을 넣어 육안으로 염색성을 판정하였다.
3) 원사의 강도 및 신도를 30회 측정한 평균값을 하기 식(1) 내지 식(4)에 적용하였다.
식(1)　 T(χ)≥1.2 g/den
(상기 식(1)에서 T(χ): χ％ 연신시의 강력(g)÷원사데니어, χ: 파단신도(％)÷2)
식(2)　　S = 강도(g/den)×파단신도(%)1/2 ≥23
식(3) 균제도 (U%)≤1.3
식(4)　　S = 강도(g/den)×파단신도(%)1 /2 ≥20
강도(g/den): 파단신도시의 강력÷원사데니어
본 발명에 의한 실시예 및 비교예를 참조하면, 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물을 이용한 용융방사공정에서 지연냉각부 및 냉풍취출면과 필라멘트간의 거리를 조절하여 극세 필라멘트에 균일한 냉각을 제공할 수 있기에 본 발명에 의한 극세 섬유는 낮은 단사섬도에서 균제도, 강도 및 강력 등이 향상되었으며, 또한, 카치온 염료에 대한 상압 가염성 및 우수한 공정성이 발현될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 중합물 제조에 사용되는 3 관식 TPA중합반응기의 공정도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 조제조 2 : 슬러리 보관조
3 : 제 1 반응조 4 : 제 1 이송 라인 필터
5 : 제 2 반응조 6 : 제 2 이송 라인 필터
7 : 중축합 반응조 8 : 펠렛 타이져(pelletizer)

Claims (10)

  1. 지방족 이염기산의 함량이 전체 이염기산 성분의 1~20몰%이고, 화학식 (1)로 표시되는 금속 설포네이트염을 함유하는 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트의 함량이 전체 이염기산 성분의 1.0 ~ 2.0 몰%인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물로 제조된 단사섬도가 0.1 ~ 0.5데니어, 단사수가 70 이상인 것을 특징으로 하는 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유:
    [화학식 1]
    Figure 112008042879563-pat00005
    M은 알칼리 금속이다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물은 반응중에 부산물로 생성되는 디에틸렌 글라이콜의 함량이 전체 중합물 대비하여 1.5 ~ 5.5 중량%, 카르복실 말단기가 30 ~ 50 당량/톤, 중합물 내 미반응 테레프탈산의 함량이 20ppm 이하인 것을 특징으로 하는 섬유.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물의 용융온도가 215 ~ 240℃, 극한 점도는 0.5 ~ 0.65dl/g, 유리전이온도는 70℃이하인 것을 특징으로 하는 섬유.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물은 3관식 TPA 중합반응기로 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유.
  5. 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 제조방법으로서, 상기 방법이;
    지방족 이염기산의 함량이 전체 이염기산 성분의 1~20몰%이고, 화학식 (1)로 표시되는 금속 설포네이트염을 함유하는 비스하이드록시 에틸 아이소프탈레이트의 함량이 전체 이염기산 성분의 1.0 ~ 2.0 몰%인 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 중합물을 용융방사하는 단계를 포함하며,
    상기 용융방사에서 방사구금 직하의 지연 냉각부의 길이는 20mm이하, 냉풍취출면과 필라멘트간의 최대거리는 2 ~ 30mm로 조절하는 것을 특징으로 하는 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유의 제조 방법:
    [화학식 1]
    Figure 112008042879563-pat00006
    M은 알칼리 금속이다.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 용융방사 단계는 극세 미연신사를 제조하는 단계 및 상기 미연신사를 이용하여 연신사를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 용융방사 단계가 방사 직접 연신(Spin-Draw)공법으로 연신사를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 미연신사의 물성이 하기 식(1) 내지 식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 방법.
    식(1)　 T(χ)≥1.2 g/den
    (상기 식(1)에서 T(χ): χ％ 연신시의 강력(g)÷원사데니어, χ: 파단신 도(％)÷2)
    식(2)　　S = 강도(g/den)×파단신도(%)1 /2 ≥23
    식(3) 균제도 (U%)≤1.3
    강도(g/den): 파단신도시의 강력÷원사데니어
  9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 연신사는 하기 식(3) 및 식(4)를 만족하는 것을 특징으로 하는 방법.
    식(3) 균제도 (U%)≤1.3
    식(4)　　S = 강도(g/den)×파단신도(%)1 /2 ≥20
    강도(g/den): 파단신도시의 강력÷원사데니어
  10. 제 7항에 있어서, 상기 제조된 연신사의 강도는 3.3g/den이상인 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020080056392A 2008-06-16 2008-06-16 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그제조방법 KR101424819B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080056392A KR101424819B1 (ko) 2008-06-16 2008-06-16 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080056392A KR101424819B1 (ko) 2008-06-16 2008-06-16 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090130667A KR20090130667A (ko) 2009-12-24
KR101424819B1 true KR101424819B1 (ko) 2014-07-31

Family

ID=41690082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080056392A KR101424819B1 (ko) 2008-06-16 2008-06-16 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101424819B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101458293B1 (ko) * 2013-01-18 2014-11-04 주식회사 효성 양이온 염료 가염성 폴리에스테르/나일론 복합섬유의 제조방법 및 그에 의해서 제조된 양이온 염료 가염성 폴리에스테르/나일론 복합섬유
KR101474691B1 (ko) * 2014-05-07 2014-12-31 성안합섬주식회사 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사 및 그 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161577A (en) 1970-06-04 1979-07-17 Avtex Fibers Inc. Cationic dyeable copolyesters
KR19980015669A (ko) * 1996-08-23 1998-05-25 한형수 염기성 염료 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법
JP2005126842A (ja) 2003-10-22 2005-05-19 Mitsubishi Rayon Co Ltd カチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸及びその製造方法並びにそれを用いた繊維製品
KR20050107858A (ko) * 2004-05-10 2005-11-16 주식회사 효성 카치온 염료 가염성 난연성 폴리에스터 중합물 및 이의제조방법, 그리고 이로부터 제조되는 코폴리에스터 섬유

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161577A (en) 1970-06-04 1979-07-17 Avtex Fibers Inc. Cationic dyeable copolyesters
KR19980015669A (ko) * 1996-08-23 1998-05-25 한형수 염기성 염료 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법
JP2005126842A (ja) 2003-10-22 2005-05-19 Mitsubishi Rayon Co Ltd カチオン可染自発伸長性ポリエステルマルチフィラメント糸及びその製造方法並びにそれを用いた繊維製品
KR20050107858A (ko) * 2004-05-10 2005-11-16 주식회사 효성 카치온 염료 가염성 난연성 폴리에스터 중합물 및 이의제조방법, 그리고 이로부터 제조되는 코폴리에스터 섬유

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090130667A (ko) 2009-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3731538B2 (ja) マルチフィラメントおよびその製造方法
KR101224789B1 (ko) 상압 양이온 가염 폴리에스테르, 그 섬유 제품 및 그 제조방법
CA2372428C (en) Poly(trimethylene terephthalate) yarn
KR20150084788A (ko) 폴리아마이드 의류용 섬유사 및 직물 그리고 이것으로 제작된 의복
KR20100016017A (ko) 폴리락트산 조성물 및 그것으로 이루어지는 섬유
JPH11506484A (ja) 塩基性染料で染色可能なスルホン酸塩含有ポリエステルの改良
TW200407471A (en) Poly (trimethylene terephthalate) bicomponent fibers
CN109563257B (zh) 一种聚酯
EP1192302B1 (en) Fine denier yarn from poly(trimethylene terephthalate)
CN104684962A (zh) 共聚聚酯及包含其的聚酯纤维
US3696074A (en) Copolyamide from (a) dodecamethylene diamine,(b) hexamethylene diamine,(c) terephthalic acid and (d) adipic acid
KR101424819B1 (ko) 상압 카치온 염료 가염성 코폴리에스터 극세 섬유 및 그제조방법
JP3942541B2 (ja) ポリエステル繊維
JP2008057082A (ja) ポリ乳酸モノフィラメントの製造方法
WO2012027885A1 (zh) 由带侧链的脂肪族二元醇和间苯二元酸二元酯－5－磺酸钠或钾改性的共聚酯及其纤维的制备方法
WO2017022569A1 (ja) ポリエチレンテレフタレート繊維およびポリエステル樹脂
US3300448A (en) Polyamide of enhanced dyeability containing phenyl phosphonic acid and nu-amino ethylpiperazine
US3988387A (en) Polyester fibers having excellent dyeability
TW201821477A (zh) 尼龍聚合物
Hsiao et al. Physical properties of R-PET/CD-PET polyblended hollow filaments and their kinetics of alkaline hydrolysis
JP7009995B2 (ja) 共重合ポリエステルおよびそれを含む複合繊維
CN116333283A (zh) 可溶性高收缩聚酯及纤维
KR20030034846A (ko) 카치온 염료 가염성 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트세섬도사의 제조방법
JPH0598512A (ja) ポリエステル繊維
KR20050055321A (ko) 염색성이 우수한 폴리에스테르 극세섬유

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170613

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180612

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190611

Year of fee payment: 6