KR101474691B1 - 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사 및 그 제조방법 - Google Patents

고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고발색성 EDP 원사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 포함하는, 고발색성 EDP 원사에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 발색성이 우수하면서도 경량 특성을 나타내는 스피드스케이트용 경기복 소재를 제공할 수 있다.
또한 본발명에 의하면, 고발색성 EDP원사는 1기압의 상압, 100℃ 상온에서 염색이되어 고발색성을 발휘하는 원사를 제공할 수 있다.

Description

고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사 및 그 제조방법 {A Easy Dyable Polyester Yarn with Excellent Colorstrength and Method for Preparing the Same}
본 발명은 기능성 스포츠 웨어류의 소재에 적용할 수 있는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스포츠 선수의 경기력을 향상시키고, 근육 또는 인대의 부상을 방지하며, 근육 또는 인대에 부상이 있는 경우, 부상 부위의 고정을 통한 재활의 보조 및 신체 보정 등의 목적으로, 스포츠 선수, 스포츠 동호인, 생활 체육인, 부상 재활자 또는 일반인 등은 강력한 신축성을 가진 스포츠용, 의료용 또는 신체 보정용의 다양한 기능성 의류 제품을 사용하고 있다.
특히, 스피드스케이트의 경우 경기력 향상을 위해 경기복의 경량성이 필수적이며, 이와 더불어, 최근에는 중계방송의 보편화에 의해 패션성까지 중요시 되고 있다.
스피드스케이트용 경기복에 패션성을 부여하기 위한 수단으로서 화려한 무늬를 염색하는 방법이 일반적으로 사용되고 있으며, 이를 위하여 경기력을 저하시키지 않으면서도 발색성이 우수한 소재에 대한 요구가 커지고 있다.
나일론은 일반적으로 발색성이 좋은 소재로 알려져 있으나, 나일론 재질의 스피드스케이트용 경기복을 착용하고 넘어질 경우 얼음과의 마찰에 의해 발열이 발생하여 화상을 입을 우려가 있으므로, 스피드스케이트용 경기복의 소재로서는 고융점의 폴리에스테르 재질의 소재가 사용되어 왔다.
고융점의 폴리에스테르 중에서도 발색성을 위해서 고온용 캐치온 염료 가염성 폴리에스터(CDP, Cation Dyable Polyester)를 사용할 수 있으나, CDP는 고가이며, 130℃의 고온조건이 필요하다.
이에, 스피드스케이트용 경기복의 소재로서 경기력을 저하시키지 않으면서도 발색성이 우수한 소재에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 발색성이 우수하면서도 경량 특성을 나타내는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 발색성이 우수하면서도 경량 특성을 나타내는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 발색성이 우수하면서도 경량 특성을 나타내는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사로 제조된 고발색성 원단을 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 포함하는, 고발색성 EDP 원사를 제공한다.
상기 구현예에 의한 고발색성 EDP 원사는 상기 EDP 전체 함량 중 PEG600 1~10 mol%; 및 상기 EDP 전체 함량 중 산화방지제 10~3000ppm을 포함하는 할 수 있다.
상기 구현예에 의한 산화방지제는 트리에틸렌 글리콜 비스 프로피네이트(triethylene glycol-bis[beta-3-(tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate)인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 고발색성 EDP 원사는 단사섬도 30 데니어(De) 이하인 것일 수 있다.
본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, (S1) 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 혼합하는 단계; (S2) 상기 (S1) 단계에서 형성된 혼합물을 용융 방사하여 EDP 미연신사를 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 (S2) 단계에서 제조된 EDP 미연신사를 연신하는 단계를 포함하는 고발색성 CDP 원사의 제조방법을 제공한다.
상기 구현예에 의한 (S1) 단계에서 상기 EDP 100중량부; 상기 EDP 전체 함량 중 PEG600 1~10 mol%; 및 상기 EDP 전체 함량 중 산화방지제 10~3000ppm를 혼합하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 산화방지제는 트리에틸렌 글리콜 비스 프로피네이트인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 (S2) 단계의 용융 방사는 220 내지 320 ℃의 온도하에서 수행되는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 (S3) 단계의 연신은 1.0 ~ 6.5 연신비로 수행되는 것일 수 있다.
본 발명은 바람직한 제3 구현예로서, 상기 고발색성 EDP 원사로 제조된 고발색성 EDP 원단을 제공한다.
상기 구현예에 의한 고발색성 EDP 원단은 직물, 편물 및 경편물 중 선택되는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 발색성이 우수하면서도 경량 특성을 나타내는 스피드스케이트용 경기복 소재를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 포함하는, 고발색성 EDP 원사에 관한 것이다.
[PEG600]
본 발명에 있어서 PEG600은 용해보조제의 역할을 하며, 그 함량은 상기 EDP 전체 함량 중 PEG600 1~10mol%일 수 있다. 상기 PEG600의 함량이 1 mol%미만이면 비결정영역 확대미비로 염색성이 개선되지 않는 문제가 있고, 10mol% 초과이면 응집으로 인해 중합, 방사성 저하 문제가 있을 수 있다.
저분자량 Poly ethylene Glycol 600은 HO-(CH2CH2O)n-H의 경우 n≒14이라야 한다. 반면에 고분자량 PEG6000 경우 n≒188로 이는 고분자량이기에 쉽게 분자쇄가 끊어져 Alkali Soluble Polymer제조에 사용된다.
[산화방지제]
본 발명에 있어서, 산화방지제는 트리에틸렌 글리콜 비스 프로피네이트일 수 있으며, 하기 화학식 1로 표시되는 될 수 있다.
화학식 1
Figure 112014043102122-pat00001

상기 산화방지제는 그 함량이 상기 EDP 전체 함량 중 10~3000ppm일 수 있으며, 상기 산화방지제의 함량이 10ppm 미만이면 반응 안정성에 전혀 도움이 되지않는 문제가 있고, 3000ppm 초과이면 응집으로 인해 중합이 되지않는 문제가 있다.
전술한 바와 같은 고발색성 EDP 원사는 그 단사섬도가 30 데니어(De) 이하일 수 있으며, 바람직하게는 5~30데니어로서, 종래 PET 원사에 비해 경량화된 특성을 나타낼 수 있는 바, 의류용으로 사용할수 있는 5De 이상으로서 경량성을 확보하고 인열강도를 가지는 수준의 30de 이하 수준이어야 한다.
본 발명은 또한, (S1) 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 혼합하는 단계; (S2) 상기 (S1) 단계에서 형성된 혼합물을 용융 방사하여 EDP 미연신사를 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 (S2) 단계에서 제조된 EDP 미연신사를 연신하는 단계를 포함하는 고발색성 EDP 원사의 제조방법에 관한 것이다.
[(S1) 단계]
(S1) 단계는 상압 상압 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 혼합하는 단계이다.
상기 (S1) 단계에서는 상기 EDP에 EDP 전체 함량 중 PEG 1~10 mol%; 및 상기 EDP 전체 함량 중 산화방지제 트리에틸렌 글리콜 비스 프로피네이트10~3000ppm를 혼합할 수 있다.
[(S2) 단계]
(S2) 단계는 상기 (S1) 단계에서 형성된 혼합물을 용융 방사하여 CDP 미연신사를 제조하는 단계이다.
이때, 상기 (S2) 단계의 용융 방사는 220 내지 320 ℃의 온도하에서 수행될 수 있다. 상기 용융 방사 온도가 220℃ 미만이거나 320℃초과이면 원하는 만큼 용융 방사가 이루어지지 않을 수 있다.
[(S3) 단계]
(S3) 단계는 상기 (S2) 단계에서 제조된 CDP 미연신사를 연신하는 단계로서, 그 연신비는 1.0 ~ 6.5 일 수 있다. 연신비가 1.0 미만이면 원사의 강도가 저하될 수 있고 6.5 초과이면 과연신으로 인하여 원사가 절사될 수 있다.
본 발명은 또한, 전술한 바와 같은 제조방법에 의해 제조된 고발색성 EDP 원사로 제조된 고발색성 EDP 원단에 관한 것으로, 상기 고발색성 EDP 원단은 직물, 편물 및 경편물 중 선택되는 것일 수 있다.
상기 고발색성 EDP 원단은 우수한 발색성을 나타내므로 스피드스케이팅용 경기복의 소재로서 이용할 경우 패션성이 좋은 경기복을 제조할 수 있고, 또한, 경량 특성도 우수하여 경기력 향상에도 도움이 된다.
또한, 상기 고발색성 EDP 원단은 스피드스케이팅용 경기복 뿐만 아니라, 직물, 편물, 경편물 등의 일반 의류에도 적용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명할 것이다.
실시예 1
1-1. EDP 원사 제조
EDP(성안합섬(주))에 PEG600(SPEEDCHEMICAL) 5mol% 및 트리에틸렌 글리콜 비스 프로피네이트 IRGANOX(IRGANOX, CIBA-GEIGY) 1500ppm을 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
상기 혼합물을 300℃에서 용융 방사하여 미연신사를 제조하였다.
상기 미연신사를 3.0배의 연신비로 연신하여 EDP 원사를 제조하였다.
1-2. EDP 원사 염색
상기 EDP 원사를 상압 및 상온 하에서 염색하되, 분산 염료(경인양행)를 이용하여 상압상온 염색하였다.
비교예 1
1-1. PET 원사 제조
PET 원사(성안합섬(주))를 준비하였다. 상기 PET 원사는 일반 분산염료 염색을 위한 Semi Dull PET 이다.
1-2. PET 원사 염색
상기 PET 원사를 1기압 압력 및 고온(120℃)하에서, 분산염료(경인양행)를 이용하여 고온 염색하였다.
비교예 2
2-1. CDP 원사 제조
실시예 1의 1-1과 동일한 방법으로 CDP 원사를 제조하되, PEG600 및 IRGANOX 대신, CDP 전체 함량 중 SIPE(다께모도) 2mol%를 사용하여 CDP 원사를 제조하였다.
2-2. CDP 원사 염색
실시예 1의 1-2와 동일한 방법으로 상기 2-1의 CDP 원사를 염색하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 염색된 원사 대하여, 하기와 같은 방법으로 발색성을 관찰하였고, 또한, 경량성을 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 발색성
분산염료로 염색된 원사에 대하여 현미경을 이용하여 발색성을 관찰하였다.
(2) 경량성
실시예 및 비교예의 원사를 이용하여, 동일 경위사 밀도하에 직물을 제조한 뒤, 각 직물의 무게를 측정하였다.
실시예1 비교예1 비교예2
결과
Figure 112014043102122-pat00002
Figure 112014043102122-pat00003
 염색안됨.
물성측정결과, 표 1에 나타난 바와 같이 실시예 1의 원사의 경우 발색성이 좋으나, 비교예 1의 원사의 경우 발색성이 상대적으로 떨어지며, CDP 원사인 비교예2는 분산염료에 의해 염색이 되지 않는 것을 알 수 있었다. 비교예 2의 CDP 원사는 CDP 전용 Cation 염료에 의해서만 염색이 가능하다.
또한, 실시예 1의 원사에 의해 제조된 직물의 경우, 원사의 단사섬도가 50de일 경우, 120g수준으로서, 30de이 경우, 65~70g 비교예1 및 비교예 2의 원사에 의해 제조된 직물에 비해 경량인 것을 확인할 수 있었다.
상기 상기 실시예 1의 EDP원사는 상온 또는 상압에서 염색이 가능하여 공정효율성을 올릴수 있어며 120도 고온에서도 염색이 가능하다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 포함하는, 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP) 전체 함량 중 PEG600 1~10 mol%; 및
    상기 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP) 전체 함량 중 산화방지제 10~3000ppm을 포함하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산화방지제는 트리에틸렌 글리콜 비스 프로피네이트(triethylene glycol-bis[beta-3-(tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate)인 것을 특징으로 하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사.
  4. 제1항에 있어서,
    단사섬도 30 데니어(De) 이하인 것을 특징으로 하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사.
  5. (S1) 상압 상온 가염성 폴리에스터(EDP), 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG600) 및 산화방지제를 혼합하는 단계;
    (S2) 상기 (S1) 단계에서 형성된 혼합물을 용융 방사하여 EDP 미연신사를 제조하는 단계; 및
    (S3) 상기 (S2) 단계에서 제조된 EDP 미연신사를 연신하는 단계를 포함하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (S1) 단계에서 상기 EDP 100중량부; 상기 EDP 전체 함량 중 PEG600 1~10 mol%; 및 상기 EDP 전체 함량 중 산화방지제 10~3000ppm를 혼합하는 것을 특징으로 하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 산화방지제는 트리에틸렌 글리콜 비스 프로피네이트인 것을 특징으로 하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 (S2) 단계의 용융 방사는 220 내지 320 ℃의 온도하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 (S3) 단계의 연신은 1.0 ~ 6.5 연신비로 수행되는 것을 특징으로 하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원사로 제조된 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원단.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원단은 직물, 편물 및 경편물 중 선택되는 것을 특징으로 하는 고발색성 상압 상온 가염성 폴리에스터 원단.
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