KR101585284B1 - 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 및 이것으로 이루어지는 섬유 - Google Patents

열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 및 이것으로 이루어지는 섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 고온 염색 처리를 행한 후에도 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있고, 특히 폴리에스테르 섬유와의 혼섬, 교편 및 교직에 적합한 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유와, 그 섬유를 구성하는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물을 제공한다. 평균 치환도가 2.4 내지 2.8인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 70 내지 95중량%와, 가소제 5 내지 25중량%와, 평균 치환도가 2.3 내지 2.6인 셀룰로오스아세테이트 1 내지 10중량%를 적어도 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물과 이것으로 이루어지는 섬유이다.

Description

열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 및 이것으로 이루어지는 섬유{THERMOPLASTIC CELLULOSE ESTER COMPOSITION AND FIBERS MADE THEREFROM}
본 발명은 고온 염색 처리 후에도 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있고, 특히 폴리에스테르 섬유와의 혼섬, 교편 및 교직에 적합한 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유와, 그 섬유를 구성하는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물에 관한 것이다.
셀룰로오스아세테이트나 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등으로 이루어지는 셀룰로오스 에스테르 섬유는 폴리에스테르 섬유나 폴리아미드 섬유 등의 합성 섬유에는 없는 우수한 특징을 갖는 섬유이다. 즉, 셀룰로오스 에스테르 섬유는 우아한 광택, 깊이가 있는 색조, 발색성, 드라이감 및 흡방습성 등 의료용 섬유로서 많은 특성을 갖다는 점에서 고급 의료 용도로서 자리 잡게 되었다.
근년 의료 분야에서는 소비자 요구의 다양화와 고급화의 지향으로 인하여, 셀룰로오스 에스테르 섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등의 다른 합성 섬유의 특징을 이용하고, 양자를 우성 복합한 고부가가치 섬유의 검토가 이루어지고 있다.
이와 같은 고부가가치 섬유로서 용융 방사로서 얻어지는 신규의 셀룰로오스 에스테르 섬유가 제안되어 있다(특허문헌 1 내지 3 참조). 구체적으로 특허문헌 1에서는 발색성 및 속건성이 우수한 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 섬유가 제안되어 있고, 특허문헌 2, 3에서는 기계적 특성이 우수한 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 섬유가 제안되어 있다. 그러나, 이들 제안에 관한 셀룰로오스 에스테르 섬유는 그것을 120℃의 온도에서 고온 염색하면, 섬유 강도가 크게 저하되어 실용상에 견딜 수 있는 것이 아니게 되기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 등과 동 욕에서 염색할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 그 때문에, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 섬유는 PET 섬유 등과 혼용하여 의료용 복합 소재로 하기가 어렵다는 점에서, 단독 사용에 거의 한정되어 이용 전개에는 제한을 받고 있었다. 덧붙여서 말하면, 특허문헌 1의 실시예에 있어서 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 섬유(셀룰로오스아세테이트프로피오네이트)의 염색 온도는 90℃이고, PET의 염색 온도(비교예)는 130℃이어서 동 욕에서의 염색은 어려웠다.
또한 별도로, 본 발명과는 상이한 치환도를 갖는 2종류의 셀룰로오스 에스테르를 블렌드한 성형품이 제안되어 있다(특허문헌 4 참조). 그러나, 이 제안에서는 본 발명과 같이 어느 특정 요건을 만족하는 가소제와 셀룰로오스아세테이트의 첨가에 의해 용융 방사에 적합한 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물이 얻어지고, 또한 얻어지는 섬유는 고온 염색 처리 후의 기계적 특성이 개선되는 점에 대해서는 전혀 시사되어 있지 않다.
일본 특허 공개 2004-169242호 공보 일본 특허 공개 2004-27378호 공보 일본 특허 공개 2004-182979호 공보 일본 특허 공개 2007-277582호 공보
본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 120℃의 온도와 같은 고온 염색 처리를 행한 후에도 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있고, 특히 폴리에스테르 섬유와의 혼섬, 교편 및 교직에 적합한 섬유를 위한 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 및 이것으로 이루어지는 섬유를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 행한 결과, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르와 가소제에, 특정의 셀룰로오스아세테이트를 첨가한 열가소성 조성물을 섬유화함으로써, 고온 염색 처리 후에도 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있는 섬유를 얻는다는 것에 성공하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하의 구성을 갖는 것이다.
본 발명의 제1 발명은 평균 치환도가 2.4 내지 2.8인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 70 내지 95중량%와, 가소제 5 내지 25중량%와, 평균 치환도가 2.3 내지 2.6인 셀룰로오스아세테이트 1 내지 10중량%를 적어도 포함하여 이루어지는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물이다.
제2 발명은 상기 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르가 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트이다.
제3 발명은 평균 치환도가 2.4 내지 2.8인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 70 내지 95중량%와, 가소제 5 내지 25중량%와, 평균 치환도가 2.3 내지 2.6인 셀룰로오스아세테이트 1 내지 10중량%를 적어도 포함하여 이루어지는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유이다.
제4 발명은 상기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 섬유 구조물이다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는 고온 염색 처리를 행한 후에도 실용상에 견딜 수 있는 양호한 기계적 특성을 갖는 것이고, 의료용 섬유로서 적합하게 이용할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는 120℃의 온도와 같은 고온 염색 처리를 행한 후에도 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있다는 점에서, 고온 염색 처리되는 폴리에스테르 섬유와의 혼섬, 교편 및 교직에 적합하다.
이하, 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 및 이것으로 이루어지는 섬유에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물은 평균 치환도가 2.4 내지 2.8인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 70 내지 95중량%와, 가소제 5 내지 25중량%와, 평균 치환도가 2.3 내지 2.6인 셀룰로오스아세테이트 1 내지 10중량%를 적어도 포함하여 이루어지는 것이 중요하다.
본 발명에서 이용되는 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르란, 셀룰로오스의 글루코오스 유닛에 존재하는 3개의 수산기가 2종류 이상의 아실기에 의해 봉쇄된 것을 말한다. 배합되는 가소제나 별종의 구성 성분인 셀룰로오스아세테이트와의 혼화성, 열가소성, 제사 조업성 및 코스트면 등의 관점에서, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르로서는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트헥사노에이트, 셀룰로오스아세테이트옥타노에이트, 셀룰로오스아세테이트데카노에이트 등을 들 수 있고, 그 중에서도 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트가 바람직하게 이용된다.
본 발명에서 이용되는 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 평균 치환도는 2.4 내지 2.8이다. 평균 치환도를 2.4 내지 2.8의 범위 내로 함으로써 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 열가소성이 양호해지고, 용융 방사법에 의한 안정된 섬유화가 가능하게 된다. 또한, 이와 같이 함으로써 셀룰로오스아세테이트와의 혼화성도 우수하고, 혼련성이나 제사 조업성이 양호해진다. 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 평균 치환도는 보다 바람직하게는 2.5 내지 2.7이다. 또한 평균 치환도란, 셀룰로오스의 글루코오스 단위당 존재하는 3개의 수산기 중 아실기가 화학적으로 결합한 수를 가르키고, 평균 치환도의 최대값은 3.0이다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 중의 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 함유량은 70 내지 95중량%이다. 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 함유량이 70중량% 미만에서는, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르가 갖는 흡습성이나 발색성 등의 특징이 손상되고, 또한 95중량%를 초과하면 열유동성이 불충분해져서 용융 방사가 어려워진다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 중의 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 중량 평균 분자량은 섬유의 기계적 특성, 제사 조업성 및 중합체의 내열 분해성의 관점으로부터 5 내지 30만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8 내지 27만이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 25만이다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물은 셀룰로오스아세테이트를 1 내지 10중량%의 범위에서 함유하는 것이다. 본 발명의 효과는 특정 요건을 만족하는 셀룰로오스아세테이트를 이용함으로써 발현된다. 아세테이트를 포함하고 있지 않은 셀룰로오스 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 조성물로 이루어지는 섬유를 고온 염색 처리하면, 섬유 구조의 질서화가 현저하게 진행되어 고온 염색 처리 후의 기계적 특성이 저하된다.
한편, 본 발명의 셀룰로오스아세테이트를 포함하는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유의 경우, 고온 염색 처리 후에도 양호한 기계적 특성을 갖고 있다. 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 주성분인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 용융 점도에 비교하여 셀룰로오스아세테이트의 용융 점도는 대폭 높은 값을 나타낸다. 그 때문에, 용융 방사에 의한 섬유화를 행한 경우, 셀룰로오스아세테이트를 포함하고 있지 않은 조성물의 섬유 사조의 세화 변형 거동에 비교하여, 셀룰로오스아세테이트를 포함하는 조성물의 섬유 사조의 세화 변형 거동은 방사선 상류측에서 세화 변형이 진행된다. 그 때문에, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르가 본래 세화 변형하지 않는 영역에서 셀룰로오스아세테이트에 의해 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 세화 변형이 강제적으로 진행하게 된다. 그 결과, 셀룰로오스아세테이트를 포함하는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유의 방사 응력은 저감하고, 얻어지는 섬유는 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 분자 배향이 억제된 것이 된다. 또한 아세테이트를 포함하는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유에서는, 셀룰로오스아세테이트가 섬유 내에 ㎚ 오더로 미분산되어 있다. 이 섬유를 고온 염색 처리하면, 셀룰로오스아세테이트가 주성분인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 섬유 구조의 질서화를 억제하기 때문에, 그 결과 고온 염색 처리 후에도 양호한 기계적 특성을 유지할 수 있다. 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물은 셀룰로오스아세테이트를 1 내지 10중량%의 범위로 함유하는 것이다. 셀룰로오스아세테이트의 함유량이 1중량% 미만에서는, 섬유로 하였을 때의 고온 염색 처리시의 기계적 특성을 유지하는 효과가 작아진다. 또한, 그 함유량이 10중량%를 초과하면, 섬유화시에 제사 조업성이 불충분해지거나 용융 방사가 어려워지거나 기계적 특성이 저하된다. 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 중의 셀룰로오스아세테이트의 함유량은 보다 바람직하게는 2 내지 9중량%이고, 더욱 바람직하게는 3 내지 8중량%이다.
본 발명에서 이용되는 셀룰로오스아세테이트의 평균 치환도는 2.3 내지 2.6이다. 셀룰로오스아세테이트의 평균 치환도가 상기 범위를 만족하고 있는 경우, 고온 염색 처리 후의 기계적 특성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르와의 혼화성이 양호하게 되고, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 중에 미분산되기 때문에 용융 방사에서의 섬유화를 행하여도 제사 조업성의 악화가 일어나지 않는다. 평균 치환도는 상기한 바와 같이 셀룰로오스의 글루코오스 단위당 존재하는 3개의 수산기 중 아실기가 화학적으로 결합한 수를 가르키고, 평균 치환도의 최대값은 3.0이다.
본 발명에서 이용되는 셀룰로오스아세테이트의 평균 중합도는 100 내지 200인 것이 바람직하다. 셀룰로오스아세테이트의 평균 중합도가 상기 범위를 만족하는 경우, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물을 가열 용융시키면, 그 조성물에 포함되는 셀룰로오스아세테이트의 열유동성이 좋아지고, 섬유화시에 변형성이 충분해지기 때문에 실 끊김이 다발하지 않아 제사 조업성이 안정화되고, 또한 셀룰로오스아세테이트는 섬유 내에 ㎚ 오더로 미분산화되기 때문에, 방출사나 고온 염색 처리 후의 기계적 특성도 양호해진다. 셀룰로오스아세테이트의 평균 중합도는 120 내지 180인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 중의 가소제의 함유량은 5.0 내지 25.0중량%이다. 가소제를 5.0중량% 이상으로 함으로써, 조성물의 용융 점도를 저감할 수 있어 용융 방사의 제사 조업성이 양호해진다. 또한 가소제를 25.0중량% 이하로 함으로써, 얻어지는 섬유는 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르로서의 특성을 유지하고, 또한 섬유의 기계적 특성의 저하를 일으키지 않고, 고차 가공 공정에서의 통과성이 양호해진다. 가소제의 함유량은 보다 바람직하게는 8.0 내지 22.0중량%이고, 더욱 바람직하게는 10.0 내지 20.0중량%이다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물에 포함되는 가소제로서는, 예를 들면 폴리알킬렌글리콜계 화합물, 글리세린계 화합물, 카프로락톤계 화합물, 프탈산에스테르 화합물, 지방족 이염기산 에스테르, 폴리에스테르계 화합물, 에폭시계 화합물, 인산에스테르계 화합물 및 트리멜리트산에스테르계 화합물 등을 들 수 있는데, 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다. 특히, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 구성 성분인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 및 셀룰로오스아세테이트와의 상용성이 양호하고, 용융 방사의 가능한 열가소화 효과가 현저하게 나타나는 폴리알킬렌글리콜계 화합물, 글리세린계 화합물, 카프로락톤계 화합물, 프탈산에스테르 화합물 및 지방족 이염기산 에스테르가 보다 바람직하게 사용된다. 그 중에서도 고차 가공 공정에서 물 등을 이용하여 가소제를 용출할 수 있고, 용융 방사시에 발연 등을 일으키는 일이 없는 폴리알킬렌글리콜계 화합물이 특히 바람직하게 이용된다.
폴리알킬렌글리콜계 화합물의 구체적인 예로서는, 중량 평균 분자량이 바람직하게는 200 내지 4000인 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리부틸렌글리콜 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물은 포스파이트계 산화 방지제를 함유하고 있는 것이 바람직하고, 포스파이트계 산화 방지제로서는 특히 펜타에리스리톨계 화합물이 바람직하게 이용된다. 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물이 포스파이트계 산화 방지제를 함유하고 있는 경우, 방사 온도가 높은 범위 및 저토출 영역에서도 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 열분해 방지 효과가 매우 현저하고, 섬유의 기계적 특성의 악화가 억제되고, 얻어지는 섬유의 색조가 양호해진다. 포스파이트계 산화 방지제의 배합량은 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물에 대하여 0.005중량% 내지 0.500중량%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물은 안정된 용융 방사를 가능하게 하기 위해서, 적당한 열유동성을 갖고 있을 필요가 있다. 방사 팩 내에서의 전단 속도는 30sec-1 이하로 매우 낮은 전단 속도이고, 안정된 용융 방사를 가능하게 하기 위해서는 온도가 260℃이고 전단 속도가 24sec-1에서의 용융 점도가 50 내지 500㎩·sec의 범위인 것이 바람직하고, 100 내지 450㎩·sec의 범위인 것이 보다 바람직한 양태이다. 온도가 260℃이고 전단 속도가 24sec-1에서의 용융 점도는 모관형 레오미터로 구해지는 값이고, 실시예에서 상세하게 설명한다
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물에는, 그 특성을 해치지 않는 범위에서 광택 제거제, 소취제, 난연제, 사 마찰 저감제, 착색 방지제, 착색 안료, 염료, 제전제, 항균제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제 및 형광 증백제 등으로서 무기 미립자나 유기 화합물을 필요에 따라 함유하여도 된다.
다음에 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유에 대하여 설명한다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는 평균 치환도가 2.4 내지 2.8인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 70 내지 95중량%와, 가소제 5 내지 25중량%와, 평균 치환도가 2.3 내지 2.6인 셀룰로오스아세테이트 1 내지 10중량%를 적어도 포함하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유를 구성하는 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르, 가소제 및 셀룰로오스아세테이트의 상세는 전술한 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물과 동일하다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는 이와 같은 조성으로 함으로써, 고온 염색 처리를 행한 후에도 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있다. 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 종래의 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르로 이루어지는 섬유는, 예를 들면 일본 특허 공개 2004-169242호 공보에서 볼 수 있는 바와 같이 기계적 특성의 저하를 억제하기 위해서 통상 100℃ 미만에서 염색되고 있다. 그 때문에, 폴리에스테르 섬유 등의 고온 하에서의 염색 처리는 어렵고, 고온 염색 처리를 행하면 기계적 특성이 크게 저하되기 때문에, 이미 실용상에 견디는 것은 아니었다. 그러나, 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는, 고온 염색 처리를 실시하여도 섬유의 기계적 특성의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르로 이루어지는 섬유와의 혼용이 가능하다는 점이 큰 특징이다.
고온 염색 처리 후의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유의 강도는 0.5cN/dtex 이상이고, 또한 그 신도는 5% 이상인 것이 바람직하다. 강도 및 신도가 상기 특성값을 만족함으로써, 착용시나 사용시 등 실용상 충분히 견딜 수 있는 것이 되고, 제품 품위의 악화나 실용상에서의 내구성 불량이 일어나지 않는다. 고온 염색 처리 후의 강도는 높으면 높을수록 바람직한데, 0.6cN/dtex 이상인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.7cN/dtex 이상이다. 또한, 신도는 보다 바람직하게는 10% 이상이고, 더욱 바람직하게는 15% 이상이다. 또한 여기서 말하는 고온 염색 처리란, 폴리에스테르 섬유의 염색 온도를 상정한 120℃의 온도에서 60분간의 열수 처리를 가르킨다.
또한, 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유에 있어서의 가소제의 함유량은, 예를 들면 다음과 같은 방법에 의해 정량할 수 있다. 가소제는 물이나 유기 용제 등을 이용한 추출 처리에 의해 추출할 수 있기 때문에, 처리 전후에서 감소한 중량분이 조성물에 포함되는 가소제량에 상당한다. 예를 들면 가소제가 폴리알킬렌글리콜인 경우, 메탄올을 이용한 속슬렛 추출법에 의해 가소제량을 정량할 수 있다. 또는 정련 공정 전후의 중량 변화를 측정하는 것으로도 정량이 가능하다.
또한, 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유로부터 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 및 셀룰로오스아세테이트는 양 성분의 용제 용해성의 차이를 이용하여 다음과 같은 방법에 의해 분리하여 평가할 수 있다. 즉 용제로서 염화메틸렌 또는 클로로포름을 이용하면, 그 용제에 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르는 용해하고, 한편 셀룰로오스아세테이트는 용해하지 않고 침전된다. 이것을 여과로 고액 분리한 후, 용제를 제거함으로써 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르와 셀룰로오스아세테이트를 분리할 수 있다. 그리고 분리 후의 각각의 중량을 측정함으로써, 조성물 중의 양 성분의 함유량을 정량할 수 있다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유의 제조 방법으로서는, 예를 들면 다음과 같은 방법을 채택할 수 있다.
즉, 평균 치환도가 2.4 내지 2.8인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르와 가소제와 평균 치환도가 2.3 내지 2.6인 셀룰로오스아세테이트를 적어도 포함하여 이루어지는 조성물을, 2축 혼련기 등을 이용하여 성형 온도 180 내지 280℃의 범위에서 펠릿화한다. 이 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물에는 전술한 포스파이트계 착색 방지제를 포함하고 있어도 상관없고, 발명의 주지를 해치지 않는 범위에서 그 외의 수지나 첨가제를 포함하고 있어도 상관없다.
본 발명에서는 용융 방사를 행하기 전에 이 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물을 건조시키고, 이 조성물의 함수분율을 0.3% 이하로 해 두는 것이 바람직하다. 함수분율이 0.3% 이하인 경우, 용융 방사시, 수분에 의해 발포하는 일도 없어 안정되게 방사를 행할 수 있고, 얻어지는 멀티 필라멘트 등의 섬유의 기계적 특성도 양호해진다. 함수분율은 보다 바람직하게는 0.2% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.1% 이하이다.
본 발명에서는 이 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물을 용융 방사하여 섬유를 얻을 수 있다. 용융 방사를 행함으로써, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 용융 상태로부터 냉각 고화에 이르기까지 충분히 발달한 섬유 구조를 형성시키는 것이 가능하게 되고, 또한 환경 부하가 적고, 생산성도 우수하다.
용융 방사의 방법으로서는 건조한 펠릿을 예를 들면 압출기에 의해 용융하여 계량 펌프로 계량 후, 방사 블록에 내장된 방사 팩에 보내고, 팩 내에서 중합체를 여과한 후, 방사 구금으로부터 토출하여 섬유 사조로 한다.
방출된 섬유 사조는 냉각 장치에 의해 일단 냉각·고화된 후, 급유 장치로 유제가 부여되고, 제1 고뎃 롤러(godet roller)로 인취되고, 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취되어 권취사가 된다. 제사 안정성과 기계적 특성을 향상시키기 위해서, 필요에 따라 방사 구금 하에 2 내지 20㎝의 가열통이나 보온통을 설치하여도 되고, 교락(交絡) 장치로 교락을 부여하여도 된다.
용융 방사에 있어서의 방사 온도는 220℃ 내지 280℃의 범위인 것이 바람직하다. 방사 온도를 220℃ 이상으로 하는 것에 의해 방사 구금으로부터 토출된 섬유 사조의 신장 점도가 충분히 저하되기 때문에, 멜트 프랙처(방사 구금 구멍 통과시에 중합체의 전단 응력이 높으면 유선 흐트러짐이 발생하여 방사 구금으로부터 토출된 사조의 형상이 불규칙해지는 현상) 기인의 단 피치의 주기 불균일이 나타나지 않아 균일한 섬유를 얻을 수 있다. 나아가 방사 구금으로부터 토출된 섬유 사조의 세화 과정이 원활해지기 때문에, 기계적 특성이 양호해지고, 또한 방사 장력이 과도하게 높아지지 않으므로 실 끊김이 다발하지 않고, 제사 조업성이 안정된다. 또한 방사 온도를 280℃ 이하로 함으로써, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 열분해를 억제할 수 있기 때문에, 얻어지는 섬유의 분자량 저하로 인한 기계적 특성 불량이나 착색으로 인한 품위 악화가 발생하지 않는다. 방사 온도는 보다 바람직하게는 230℃ 내지 270℃의 범위이다.
방사 속도는 500m/분 내지 3000m/분인 것이 바람직하다. 방사 속도를 500m/분 내지 3000m/분으로 함으로써, 발달한 섬유 구조를 형성하는 것이 가능해지고, 기계적 특성이 우수한 섬유를 얻을 수 있다. 방사 속도는 보다 바람직하게는 1000m/분 내지 2500m/분이다.
권취된 섬유는 연신하여도 된다. 연신을 실시함으로써, 고온 염색 처리시의 강도 저하의 개선 효과를 높일 수 있다. 연신은 인취한 섬유를 일단 권취한 후, 별도의 공정에서 롤러를 이용하여 연신하여도 되고, 인취한 섬유를 권취하지 않고 연속해서 연신시켜도 된다. 연신할 때에는 균일한 연신을 행하기 위해서 섬유를 연화시키는 것이 바람직하고, 가열 롤러나 열판에 섬유를 연속해서 접촉시키는 등, 공지의 방법에 의해 섬유를 열연화시키는 방법을 바람직하게 채택할 수 있다. 이때의 가열 온도는 섬유끼리를 융착시키지 않고 적당하게 연화시키기 위해서 80 내지 180℃ 정도의 온도가 바람직하고, 100 내지 160℃의 온도가 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는 습윤 하에서 연화하기 때문에, 온수나 유기 용매 및 물/유기 용매 혼합액에 접촉시켜 연화시키는 것도 바람직한 실시 양태이다. 연신 배율은 1.03 내지 1.70배가 바람직하다. 연신 배율이 1.03배 미만에서는 고온 염색 처리시의 강도 저하의 개선 효과는 작고, 연신 배율이 1.70배 이상에서는 실 끊김 등에 의해 연신성이 불량해진다.
상기 방법으로 얻어진 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유의 강도는 0.5 내지 2.0cN/dtex이고, 신도는 10 내지 60%인 것이 바람직하다. 강도는 0.5cN/dtex 이상이면 단독으로 또는 타 소재와의 혼섬, 연사, 가연 등의 사 가공 공정이나 제직이나 제편시 등 고차 가공 공정의 통과성이나 취급성이 양호해진다. 양호한 강도 특성의 관점에서 강도는 높으면 높을수록 바람직한데, 0.6cN/dtex 이상인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.7cN/dtex 이상이다.
한편, 신도에 대해서는 신도를 10% 이상으로 함으로써, 고온 염색 처리 후의 섬유 특성이 양호해지는 것 외에, 방사시 보풀의 발생을 억제할 수 있고, 또한 방사 공정 이후의 예를 들면 연사, 정경, 제직 및 제편 공정 등의 통과성이 향상된다. 또한, 저응력 하에서의 섬유의 변형을 억제하고, 또한 제직시의 위사 수축 등에 의한 최종 제품의 염색 결점을 방지하기 위해서 신도는 60% 이하인 것이 바람직하다. 신도는 보다 바람직하게는 15 내지 55%이고, 더욱 바람직하게는 20 내지 50%이다.
섬도 변동값(U%)은 1.5% 이하인 것이 바람직하다. 섬도 변동값(U%)은 섬유 길이 방향에 있어서의 굵기 불균일의 지표이고, Zellweger Uster사제 우스터 테스터에 의해 구할 수 있다. 섬도 변동값(U%)이 1.5% 이하이면 섬유 길이 방향의 균일성이 우수한 것을 가르키고, 직편물로 가공할 때 보풀이나 실 끊김이 발생하기 어렵고, 또한 염색을 행하여도 부분적으로 강한 염색 얼룩, 염색 줄무늬 등의 결점이 발생하지 않고, 고품위의 직편물이 된다. 섬도 변동값(U%)은 작을수록 좋고, 보다 바람직하게는 1.3% 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.0% 이하이다. 섬도 변동값(U%)의 측정 조건에 관해서는 실시예에서 상세하게 설명한다.
단섬유 섬도에 대해서는 필요 특성에 따라 임의로 설정할 수 있다. 또한 단사 단면 형상에 관해서도 예를 들면 원형, 타원형, 삼각 및 사각 등의 다각형 및 편평이나 중공 등의 이형 단면 형상 등을 채택할 수 있다. 또한, 섬유의 형태에 대해서도 모노 필라멘트, 멀티 필라멘트 및 스테이플 등의 어느 형태이어도 된다.
방사하여 얻어진 섬유, 또는 방사, 연신하여 얻어진 섬유로부터는 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 섬유로서의 특징을 더욱 높이고, 또한 제품 내구성의 향상이나 열연화 온도도 높아지는 등 제품의 취급성을 향상시키기 위해서 가소제를 용출하여도 된다. 가소제는 그 전체를 용출하여도 되지만, 일부라도 용출하면 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 섬유의 특징이나 제품의 취급성을 높일 수 있다. 가소제를 용출한 경우, 염색 처리 후의 최종 제품에 있어서의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유에 포함되는 가소제량은 바람직하게는 0 내지 25중량%의 범위가 된다.
가소제의 용출은 제사 공정과 연속해서 행하여도 되고, 또한 일단 권취한 후, 패키지의 형태로 추출하여도 되고, 또한 직편물이나 부직포로 한 상태에서 추출하여도 된다. 추출 방법으로서는 가소제의 온수, 열수 및 유기 용제 등의 용제를 섬유에 접촉시키는 것이 공업적인 간편성의 점으로부터 바람직하고, 용제는 물을 주성분으로 하는 것이 환경 부하를 저감시킨다는 관점에서 바람직한 양태이다. 추출하는 온도 및 시간은 가소제의 종류나 첨가량에 따라 변하기 때문에 일률적으로 한정할 수 없지만, 본 발명자들의 지견으로부터는 처리 온도는 20 내지 90℃ 정도가, 그리고 처리 시간은 1초 내지 120분 정도가 바람직하다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는 고온 염색 처리를 실시하여도 섬유의 기계적 특성의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등의 폴리에스테르 섬유와의 혼용이 가능하고, 타종 섬유의 혼용의 형태로서는 혼섬, 혼방, 교직 및 교편 등의 방법이 채택된다.
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유를 이용한 직편물 등의 포백은 상기 섬유를 통상의 방법에 의해 제직 또는 제편함으로써 얻어지는데, 포백을 형성할 때에는 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유를 구성 성분으로 하는 것이 중요하다. 포백이 복수종의 섬유로 구성되는 경우에는 포백을 구성하는 복수의 섬유 중에서도 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유의 혼율을 1번째 또는 2번째로 높게 할 필요가 있다.
복수종의 섬유로 이루어지는 포백의 예로서 스트레치성을 갖게 하기 위해서 폴리우레탄 섬유 등의 탄성 섬유와 혼합한 직편물을 들 수 있다. 또한, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유를 경사 또는 위사에만 사용한 직물, 나아가 면, 견, 마 및 양모 등의 천연 섬유, 레이온이나 셀룰로오스아세테이트 등의 재생 섬유·화학 섬유 및 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 나일론, 아크릴, 비닐론, 폴리올레핀, 폴리우레탄 등으로 이루어지는 합성 섬유와 합연, 복합 가공하는 방법 등을 들 수 있다.
편물의 조직으로서는 평편, 고무편, 펄편 및 양면편 등의 횡편이나 트리콧 등의 종편을 들 수 있다. 편물의 경우에는 제편을 행한 후, 정련하고, 필요에 따라 열 세팅, 염색, 마무리 세팅을 행한다. 또한, 직물의 조직으로서는 평직, 사문직 및 주자직 등을 들 수 있다. 직물의 경우에는 정경, 풀먹임 및 제직을 행한 후, 정련하고, 필요에 따라 열 세팅, 염색, 마무리 세팅을 행한다. 또한 이들의 전공정으로서 가연이나 유체 분사 가공 등을 행하여 섬유에 벌키성을 갖게 하는 것도 가능하다.
염색 방법으로서는 치즈 염색, 액유 염색 및 드럼 염색 등의 방법을 채택할 수 있다. 염료는 아세테이트용 및 폴리에스테르용 분산 염료를 바람직하게 이용할 수 있다. 염색 온도도 80 내지 140℃의 온도이면, 기계적 특성 및 발색성이 우수한 섬유 또는 포백을 얻을 수 있다. 염색 가공에 이용하는 장치로서는 섬유의 상태로 염색하는 치즈 염색기, 포백의 상태로 염색하는 액유식 염색기, 윈스, 지거, 빔 염색기, 가먼트 염색을 행하는 드럼 염색기와 같은 통상 사용되고 있는 공지의 염색기를 이용할 수 있다.
<실시예>
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 실시예 중의 각 특성값은 다음 방법으로 구한 것이다.
A. 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 평균 치환도
80℃의 온도에서 8시간 건조한 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 0.9g을 칭량하고, 이것에 아세톤 35ml와 디메틸술폭시드 15ml를 첨가하여 용해한 후, 아세톤 50ml를 더 첨가하였다. 이것에 교반하면서 0.5N-수산화나트륨 수용액 30ml를 첨가하고, 2시간 비누화 처리하였다. 다음에 이것에 열수 50ml를 첨가하고, 플라스크 측면을 세정한 후, 페놀프탈레인을 지시약으로 하여 0.5N-황산으로 적정하였다. 별도로 상기 시료와 동일한 방법으로 공시험을 행하였다. 적정이 종료한 용액의 상청액을 100배로 희석하고, 이온 크로마토그래프를 이용하여 유기산의 조성을 측정하였다. 측정 결과와 이온 크로마토그래프에 의한 산 조성 분석 결과로부터 하기 식에 의해 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 평균 치환도를 계산하였다.
·TA=(B-A)×F/(1000×W)
·DSace=(162.14×TA)/[{1-(Mwace-(16.00+1.01))×TA}+{1-(Mwacy-(16.00+1.01))×TA}×(Acy/Ace)]
DSacy=DSace×(Acy/Ace)
상기 식 중,
TA: 전체 유기산량(ml)
A: 시료 적정량(ml)
B: 공시험 적정량(ml)
F: 황산의 역가
W: 시료 중량(g)
DSace: 아세틸기의 평균 치환도
DSacy: 아실기의 평균 치환도
Mwace: 아세트산의 분자량
Mwacy: 다른 유기산의 분자량
Acy/Ace: 아세트산(Ace)과 다른 유기산(Acy)의 몰비
162.14: 셀룰로오스의 반복 단위의 분자량
16.00: 산소의 원자량
1.01: 수소의 원자량.
B. 셀룰로오스아세테이트의 평균 치환도
셀룰로오스아세테이트의 평균 치환도는 셀룰로오스아세테이트의 아세트화도를 구한 후, 하기 식에 의해 산출하였다.
평균 치환도=(아세트화도×3.86)/(142.9-아세트화도)
아세트화도는 ASTM D-817-91(셀룰로오스아세테이트 등의 시험 방법)의 아세트화도의 측정 방법에 준거하여 측정할 수 있다. 우선, 건조한 셀룰로오스아세테이트 1.9g을 칭량하고, 아세톤과 디메틸술폭시드의 혼합 용매(용량비 4:1) 150ml에 용해한 후, 1N-수산화나트륨 수용액 30ml를 첨가하고, 25℃에서 2시간 겔화하였다. 다음에 페놀프탈레인 용액을 지시약으로서 첨가하고, 1N-황산으로 과잉의 수산화나트륨으로 적정한 후, 하기 식에 따라 아세트화도를 산출하였다. 또한, 마찬가지의 방법에 의해 블랭크 테스트를 행하였다.
아세트화도(%)=[6.005×(B-A)×F]/W(식 중, A는 시료의 적정에 필요로 하는 1N-황산의 ml수, B는 블랭크 테스트의 적정에 필요로 하는 1N-황산의 ml수, F는 1N-황산의 농도 팩터, W는 시료 중량을 나타낸다).
C. 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르의 중량 평균 분자량의 측정
시료를 테트라히드로푸란에 완전 용해시키고, 이것을 이용하여 Waters사제 겔 투과 크로마토그래피 2690을 이용하여 폴리스티렌 환산으로 중량 평균 분자량을 산출하였다.
D. 용융 점도
토요세이키사제 캐필로그래프 1B를 이용하고, L=40㎜, D=1㎜의 다이를 이용하여 온도 260℃, 전단 속도 24sec- 1(헤드스피드 2㎜/min)으로 측정한 값을 용융 점도[㎩·sec]로 하였다. 측정에 이용한 펠릿은 측정 전에 80℃의 온도에서 8시간의 진공 건조를 행하고, 측정시에는 조성물의 열 분해의 영향을 피하기 위해서 펠릿의 충전 개시 후 10분 이내에 측정을 행하였다.
E. 방출사와 연신사의 강도와 신도
온도 20℃, 습도 65%의 환경 하에서 시마즈세이사쿠쇼제 오토그래프 AG-50NISMS형을 이용하여 시료 길이 20㎝, 인장 속도 20㎝/min의 조건으로 인장 시험을 행하여 최대 하중을 나타내는 점의 응력[cN]을 초기 섬도[dtex]로 나눈 값을 인장 강도[cN/dtex]로 하였다. 또한, 이때의 신도를 신도[%]로 하였다. 측정 횟수는 5회로 하고, 그 평균값을 강도와 신도로 하였다.
F. 고온 염색 처리 전후의 강도와 신도
방사하여 얻어진 섬유를 에이코산교주식회사제 통편기(MODEL No. NCR-BL, 실린더 직경 3인치반, 바늘 개수 300개)를 이용하여 통편지를 작성하고, 얻어진 통편지(길이 15㎝ 정도)를 정련 처리하였다. 이 처리시, 섬유에 수용성 가소제가 포함되어 있는 경우에는 가소제를 용출시켰다. 그 후, 폴리에스테르 섬유의 염색 조건을 상정한 120℃의 온도에서 60분간의 고온 염색 처리를 행하였다. 고온 염색 처리 전(정련 처리 후) 및 고온 염색 처리 후의 강도 및 신도의 측정은 통편지를 분해하여 섬유를 취출하고, 상기 D항과 마찬가지의 측정 방법으로 실시하였다.
G. 섬도 변동값(U%)
U% 측정(하프 모드)은 젤웨거 우스터(Zellweger Uster)사제 우스터 테스터 4-CX에 의해 하기 조건으로 측정하여 구하였다. 측정 횟수는 5회이고, 그 평균값을 U%로 하였다.
측정 속도: 200m/분
측정 시간: 2.5분
측정 섬유 길이: 500m
꼬임: S 꼬임, 12000/m
H. 제사 조업성 평가
열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유를 제사할 때, 10㎏의 제사 평가를 행하여 하기의 기준으로 평가하였다. ◎ 및 ○를 합격으로 하였다.
◎: 실 끊김 횟수가 0회(제사 조업성이 매우 양호)
○: 실 끊김 횟수가 1 내지 2회(제사 조업성이 양호)
×: 실 끊김 회수가 3회 이상(제사 조업성이 불량)
(제조예 1)
셀룰로오스(코튼 린터) 100중량부에 아세트산 240중량부와 프로피온산 67중량부를 첨가하고, 50℃의 온도에서 30분간 혼합하였다. 얻어진 혼합물을 실온(20℃)까지 냉각한 후, 빙욕 중에서 냉각한 무수 아세트산 172중량부와 무수 프로피온산 168중량부를 에스테르화제로서, 황산 4중량부를 에스테르화 촉매로서 첨가하여 150분간 교반을 행하고, 에스테르화 반응을 행하였다. 에스테르화 반응에 있어서, 40℃의 온도를 초과할 때에는 수욕에서 냉각하였다. 반응 후, 반응 정지제로서 아세트산 100중량부와 물 33중량부의 혼합 용액을 20분간에 걸쳐 첨가하여 과잉의 무수물을 가수분해하였다. 그 후, 아세트산 333중량부와 물 100중량부를 첨가하여 80℃의 온도에서 1시간 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 탄산나트륨 6중량부를 포함하는 수용액을 첨가하여 석출한 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 여과하여 분별하고, 계속해서 물로 세정한 후, 60℃의 온도에서 4시간 건조하였다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP)의 아세틸기 및 프로피오닐기의 평균 치환도는 각각 1.9와 0.7이고, 중량 평균 분자량은 17.2만이었다.
이와 같이 하여 얻어진 CAP 81.5중량%와, 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 18.4중량% 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트 0.1중량%를 이축 압출기를 이용하여 240℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 펠릿을 얻었다.
(실시예 1)
제조예 1에서 얻어진 CAP/PEG600/산화 방지제 조성물과, 셀룰로오스아세테이트/디에틸프탈레이트(63/37) 조성물(다이셀파인켐주식회사제 「아세티(그레이드 37%)」, 셀룰로오스아세테이트의 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 140)을 표 1에 나타내는 중량 비율로 혼합하고, 이 혼합물을 방사 조성물로 하였다. 이 혼합물을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 450ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.46㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 0.75cN/dtex이고 신도는 48.2%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지(筒編地)를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.08cN/dtex이고 신도가 19.0%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(실시예 2 내지 3)
제조예 1에서 얻어진 CAP/PEG600/산화 방지제 조성물과 셀룰로오스아세테이트/디에틸프탈레이트(63/37) 조성물(다이셀파인켐주식회사제 「아세티(그레이드 37%)」)을 표 1에 나타내는 중량 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방사를 행하였다.
실시예 2에서 얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 0.55cN/dtex이고, 신도가 53.9%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다. 이 섬유를 이용하여 실시예 1과 동 조건으로 통편지를 작성하고, 계속해서 정련 및 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 0.87cN/dtex이고 신도가 22.1%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다. 제사 조업성에 관해서는 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
또한, 실시예 3에서 얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 0.95cN/dtex이고, 신도가 34.6%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다. 이 섬유를 이용하여 실시예 1과 동 조건으로 통편지를 작성하고, 계속해서 정련 및 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.24cN/dtex이고 신도가 7.5%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다. 제사 조업성에 관해서는 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
(실시예 4)
이스트만케미컬사제 셀룰로오스아세테이트피로피오네이트(CAP482-20, 치환도 2.7(아세틸기 평균 치환도 0.2, 프로피오닐기 평균 치환도 2.5), 중량 평균 분자량 18.5만)와 다이셀가가쿠고교주식회사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-40, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 160)와 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트를 표 1에 나타내는 중량 비율로 이축 압출기를 이용하여 230℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 펠릿을 얻었다.
이 혼합물의 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 510ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 265℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.18㎜, 구멍 길이 0.54㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1000m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-48필라멘트)는 강도가 0.86cN/dtex이고 신도가 38.0%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.22cN/dtex이고 신도가 10.1%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(실시예 5)
셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르, 셀룰로오스아세테이트 및 가소제의 비율을 표 1에 나타내는 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 4와 마찬가지의 방법으로 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 600ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 250℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.25㎜, 구멍 길이 0.5㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 2500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 2회이고, 제사 조업성은 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-12필라멘트)는 강도가 0.92cN/dtex이고 신도가 36.1%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 50℃의 온도에서 30분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.05cN/dtex이고 신도가 21.1%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(제조예 2)
제조예 1에 있어서 에스테르화제의 함량을 변경함으로써, 아세틸기 및 프로피오닐기의 평균 치환도가 각각 1.7, 0.8인 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP)를 얻었다(중량 평균 분자량 17.2만).
(실시예 6)
제조예 2의 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 다이셀가가쿠고교주식회사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-40, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 160), 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트(0.1중량%), 광택 제거제로서 이산화티탄(0.3중량%)을 표 1에 나타내는 중량 비율로 이축 압출기를 이용하여 240℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 펠릿을 얻었다.
이 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 410ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 255℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.2㎜, 구멍 길이 0.4㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 2000m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 1회이고, 제사 조업성은 양호하였다. 얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-36필라멘트)는 강도가 0.80cN/dtex이고 신도가 42.6%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 80℃의 온도에서 20분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 0.95cN/dtex이고 신도가 26.1%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
[표 1-1]
Figure 112011022751777-pct00001
(실시예 7)
실시예 1에서 방사하여 얻어진 섬유를 예열 온도 140℃, 세팅 온도 160℃, 연신 배율 1.10배, 및 연신 속도 200m/분의 조건으로 연신하여 연신사를 얻었다. 얻어진 연신사의 강도는 0.89cN/dtex이고 신도는 34.2%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다. 다음에, 이와 같이 하여 얻어진 연신사를 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 통편지를 작성하고, 정련 처리와 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.15cN/dtex이고 신도가 15.3%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(실시예 8)
제조예 1에서 얻어진 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 77중량%와, 다이셀가가쿠사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-70, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 180) 5중량%, 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 17.9중량% 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트 0.1중량%를 이축 압출기를 이용하여 250℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 펠릿을 얻었다.
이 혼합물의 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 440ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.60㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 1.06cN/dtex이고 신도가 31.5%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.26cN/dtex이고 신도가 10.1%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(실시예 9)
제조예 1에서 얻어진 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 77중량%와, 다이셀가가쿠사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-20, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 140) 5중량%, 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 17.9중량% 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트 0.1중량%를 이축 압출기를 이용하여 250℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 펠릿을 얻었다.
이 혼합물의 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 390ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.60㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 200데시텍스-48필라멘트)는 강도가 0.73cN/dtex이고 신도가 28.1%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 0.98cN/dtex이고 신도가 7.6%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(실시예 10)
제조예 1에서 얻어진 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 77중량%와, 다이셀가가쿠사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-30, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 150) 5중량%, 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 17.9중량% 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트 0.1중량%를 이축 압출기를 이용하여 250℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 펠릿을 얻었다.
이 혼합물의 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 370ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.60㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 0.99cN/dtex이고 신도가 33.8%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.18cN/dtex이고 신도가 7.8%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(실시예 11)
이스트만케미컬사제 셀룰로오스아세테이트부티레이트(CAB171-15, 아세틸기 평균 치환도 2.0, 부티릴기 평균 치환도 0.7) 76중량%와, 다이셀가가쿠사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-70, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 180) 3중량%, 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 20.8중량% 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트 0.2중량%를 이축 압출기를 이용하여 240℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 펠릿을 얻었다.
이 혼합물의 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 300ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.60㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 2000m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-36필라멘트)는 강도가 0.91cN/dtex이고 신도가 35.8%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.20cN/dtex이고 신도가 14.4%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
(실시예 12)
실시예 8에서 이용한 가소제를 PEG600으로부터 PEG400/트리아세틴 혼합물(중량비 1:1)로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 마찬가지로 혼련을 행하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물 펠릿을 얻었다.
이 혼합물의 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 540ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.60㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 1.00cN/dtex이고 신도가 34.8%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 1.23cN/dtex이고 신도가 12.0%이고, 양호한 특성을 유지하고 있었다.
[표 1-2]
Figure 112011022751777-pct00002
(비교예 1)
제조예 1에서 얻어진 CAP/PEG600/산화 방지제 조성물을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 470ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃의 온도에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.46㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고, 제사 조업성은 매우 양호하였다.
얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 1.25cN/dtex이고 신도가 26.4%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120℃의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 0.20cN/dtex이고 신도가 3.2%이고, 방출사나 처리 전의 섬유와 비교하여 섬유 특성은 크게 저하되어 있었다.
(비교예 2)
제조예 1에서 얻어진 CAP/PEG600/산화 방지제 조성물과 셀룰로오스아세테이트/디에틸프탈레이트(63/37) 조성물(다이셀파인켐주식회사제 「아세티(그레이드 37%)」)을 표 2에 나타내는 중량 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방사를 행하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 0회이고 제사 조업성은 매우 양호하였다. 얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 1.20cN/dtex이고 신도가 25.4%이고, 양호한 특성을 갖고 있었다. 이 섬유를 이용하여 실시예 1과 동 조건으로 통편지를 작성하고, 계속해서 정련 및 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 0.22cN/dtex이고 신도가 3.4%이고, 방출사나 처리 전의 섬유와 비교하여 섬유 특성은 크게 저하되어 있었다.
(비교예 3)
제조예 1에서 얻어진 CAP/PEG600/산화 방지제 조성물과 셀룰로오스아세테이트/디에틸프탈레이트(63/37) 조성물(다이셀파인켐주식회사제 「아세티(그레이드 37%)」)을 표 2에 나타내는 중량 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방사를 행하였으나, 조성물 중의 셀룰로오스아세테이트의 함유량이 많은 것에 기인하여 실 끊김이 다발하여 권취사를 얻을 수 없었다.
(비교예 4)
제조예 1의 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트와, 다이셀가가쿠고교주식회사제 셀룰로오스트리아세테이트(LT-105, 평균 치환도 2.9, 평균 중합도 360)와, 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트를 표 2에 나타내는 중량 비율로 이축 압출기를 이용하여 260℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방사를 행하였으나, 용융 방사 조성물의 점도가 높기 때문에 실 끊김이 다발하여 섬유의 권취를 행할 수 없었다.
(제조예 3)
제조예 1에 있어서 에스테르화제의 함량을 변경함으로써, 아세틸기 및 프로피오닐기의 평균 치환도가 각각 2.0, 0.9인 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP)를 얻었다(중량 평균 분자량은 18.7만).
(비교예 5)
제조예 3의 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(치환도 2.9(아세틸기 평균 치환도 2.0, 프로피오닐기 평균 치환도 0.9), 중량 평균 분자량 18.7만)와, 다이셀가가쿠고교주식회사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-40, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 160), 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트를 표 2에 나타내는 중량 비율로 이축 압출기를 이용하여 260℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 혼합물로 이루어지는 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 605ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 270℃에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.46㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 4회이고, 제사 조업성은 불량이었다. 얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 0.35cN/dtex이고 신도가 9.4%이고, 섬유 특성은 불량이었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기를 이용하여 통편지를 작성하였으나, 통편지의 작성 중에 실 끊김이 다발하여 통편지를 얻을 수 없었다.
(제조예 4)
제조예 1에 있어서 에스테르화제의 함량을 변경함으로써, 아세틸기 및 프로피오닐기의 평균 치환도가 각각 1.8, 0.4인 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP)를 얻었다(중량 평균 분자량은 14.3만).
(비교예 6)
제조예 4의 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(평균 치환도 2.2(아세틸기 평균 치환도 1.8, 프로피오닐기 평균 치환도 0.4), 중량 평균 분자량 14.3만)와, 다이셀가가쿠고교주식회사제 셀룰로오스아세테이트(품종 L-40, 평균 치환도 2.4, 평균 중합도 160)와, 평균 분자량 600의 폴리에틸렌글리콜(PEG600) 및 인계 산화 방지제로서 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트를 표 2에 나타내는 중량 비율로 이축 압출기를 이용하여 260℃의 온도에서 혼련하고, 얻어진 거트를 5㎜ 정도로 커팅하여 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물의 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 80℃의 온도에서 12시간 진공 건조한 후(건조 후의 수분율 490ppm), 이축 압출기에 공급하여 용융시키고, 방사 온도 260℃의 온도에서 방사 구금(토출 구멍 직경 0.23㎜, 구멍 길이 0.46㎜)으로부터 토출시켜 방출 사조를 얻었다. 이 방출 사조를 풍온 20℃, 풍속 0.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각하고, 급유 장치로 유제를 부여하여 수속시키고, 제1 고뎃 롤러(방사 속도 1500m/분)로 인취하고, 제1 고뎃 롤러와 동일한 속도로 회전하는 제2 고뎃 롤러를 통하여 권취기로 권취하였다. 얻어진 섬유는 CAP와 셀룰로오스아세테이트의 혼화성이 나빠서 제사 조업성 평가를 행한 결과, 실 끊김은 3회이고 제사 조업성은 불량이었다. 얻어진 섬유(방출사 품종 100데시텍스-24필라멘트)는 강도가 0.44cN/dtex이고 신도가 13.3%이고, 섬유 특성은 불량이었다.
다음에, 이 섬유를 이용하여 에이코산교주식회사제 통편기로 통편지를 작성하였다. 얻어진 통편지를 70℃의 온도에서 15분간 정련 처리하고, 이때 섬유에 포함되어 있는 수가용성 가소제인 PEG600을 전량 용출시켰다. 그 후, 120의 온도에서 60분간의 고온 열수 처리를 행하였다. 고온 열수 처리 후의 섬유 특성은 강도가 0.28cN/dtex이고 신도가 4.5%이고, 처리 전과 비교하여 섬유 특성은 크게 저하되어 있었다.
[표 2]
Figure 112011022751777-pct00003
본 발명의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유는, 의료용 섬유, 산업용 섬유 및 부직포 등으로서 이용할 수 있고, 고온 염색이 가능하다는 점에서, 특히 의료용 섬유로서 폴리에스테르 등과의 혼섬, 교직 및 교편에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 평균 치환도가 2.4 내지 2.8인 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르 70 내지 94중량%와, 가소제 5 내지 25중량%와, 평균 치환도가 2.3 내지 2.6인 셀룰로오스아세테이트 1 내지 10중량%를 적어도 포함하여 이루어지며, 배합되는 상기 각 성분의 총량은 100중량% 이하인 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 셀룰로오스 지방산 혼합 에스테르가 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트인 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유.
  3. 제1항의 열가소성 셀룰로오스 에스테르 조성물로 이루어지는 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 섬유 구조물.
  4. 삭제
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