KR19980042493A - 엘라스탄 섬유의 보호 방법 - Google Patents

엘라스탄 섬유의 보호 방법 Download PDF

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KR19980042493A
KR19980042493A KR1019970060370A KR19970060370A KR19980042493A KR 19980042493 A KR19980042493 A KR 19980042493A KR 1019970060370 A KR1019970060370 A KR 1019970060370A KR 19970060370 A KR19970060370 A KR 19970060370A KR 19980042493 A KR19980042493 A KR 19980042493A
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Abstract

본 발명은 방직섬유의 드라이클리닝에 사용되는 바와 같은, 할로겐화 또는 할로겐화되지 않은 탄화수소 기재, 특히 테트라클로로에틸렌 (퍼클로르) 기재 드라이클리닝제에 의한 파괴 또는 분해에 대한 폴리우레탄 조성물 및 특히 이로부터 제조된 탄성 폴리우레탄 섬유의 보호 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 탄화수소에 의한 분해 또는 파괴에 대한 보호를 제공하기 위하여, 폴리우레탄 조성물 및 특히 이로부터 제조된 폴리우레탄 섬유에 대한 첨가제로서 사용되는 코팅되지 않은 또는 음이온계 계면활성제, 지방산, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 또는 보다 고급 지방산 에스테르로 코팅된 히드로탈사이트 및(또는) 다른 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 용도에 관한 것이다.

Description

엘라스탄 섬유의 보호 방법
본 발명은, 특히 날실 또는 원형 편물에 의한 폴리아미드 및 탄성 엘라스탄 섬유로부터 제조된 직포를 가열 경화시키기 전에, 방직섬유의 드라이클리닝에 사용되는 바와 같은, 할로겐화 또는 할로겐화되지 않은 탄화수소 기재, 특히 테트라클로로에틸렌(퍼클로르) 기재 드라이클리닝제에 의한 파괴 또는 분해에 대한 폴리우레탄 조성물 및 특히 이로부터 제조된 탄성 폴리우레탄 섬유의 보호 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 분해 또는 파괴에 대한 보호를 제공하기 위하여, 폴리우레탄 조성물 및 이로부터 제조된 폴리우레탄 섬유에 대한 첨가제로서 사용되는 코팅된 또는 코팅되지 않은 히드로탈사이트 및(또는) 다른 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 목적상, 용어 섬유란 그 자체가 공지되어 있는 방사 방법에 의해, 예를 들면 건식 방사에 의해 또는 습식 방사에 의해, 및 용융 방사에 의해 제조될 수 있는 연속 필라멘트 및(또는) 스테이플 섬유를 포함한다.
예를 들면 폴리에테르, 폴리에스테르 및(또는) 폴리카보네이트 기재 85 % 이상 분절된 폴리우레탄으로부터 합성된 긴 사슬 합성 중합체로부터 제조된 탄성 폴리우레탄 섬유가 공지되어 있다. 상기 섬유로부터 제조된 실은 무엇보다도 코르셋, 스타킹 및 운동복, 예를 들면 수영복 또는 수영 팬츠에 적합한 직포, 직물 또는 물질의 제조에 사용된다. 이러한 목적에 사용되는 직포, 직물 또는 물질을 염색시키기 전에, 이들은 예를 들면 날실 또는 원형 편성기 상에서, 합성 경질 섬유, 예를 들면 폴리아미드 또는 폴리에스테르, 또는 천연 섬유, 예를 들면 면과 함께 가공한 후, 임의의 섬유 제조 오일 또는 니들 오일을 제거해야 한다. 이것은 적합하게는 탄화수소 또는 할로겐화 탄화수소, 예를 들면 테트라클로로에틸렌 (퍼클로르)으로 드라이클리닝함으로써 수행될 수 있다. 상기 직포, 직물 또는 물질이 이어서 가열 경화 및 염색을 행하는 경우, 탄성 폴리우레탄 섬유는 손상될 수 있고, 이것은 섬유 파손으로만큼 진행될 수 있다. 결과적으로, 직포, 직물 또는 물질은 그의 탄성을 잃는다. 심지어는 직물 물질에 구멍이 생길 수도 있다. 이러한 방식으로 손상된 직포, 직물 및 물질은 더이상 가공될 수 없고, 폐기물로서 버려진다.
드라이클리닝 세탁에서 클리닝제로 종래 사용된 탄화수소에 대한 내성은 또한 완성된 방직섬유가 드라이클리닝될 때 매우 중요하다.
실용적인 차원에서, 탄성 폴리우레탄 섬유의 섬유 무파손은 탄성 직포, 직물 또는 물질에서 허용될 수 없다. 따라서, 특히 낮은 데니어 값 (예를 들면 300 데니어 미만)을 갖는 실의 경우, 예를 들면 염소화 탄화수소를 사용한 드라이클리닝에 의해 초래되는 파괴에 대한 내성을 개선시킬 필요가 있다.
예를 들면 테트라클로로에틸렌을 사용한 드라이클리닝에 의한 탄성 섬유 파괴를 피하게 하는 문제점에 대한 해결책이 지금까지는 설명되지 못하였다.
본 발명의 이면에 놓인 목적은 폴리우레탄, 특히 폴리우레탄 섬유 또는 상기 폴리우레탄 섬유를 함유하는 직포, 직물 또는 물질이 간단하게 드라이클리닝제, 특히 테트라클로로에틸렌에 의한 파괴 또는 분해에 대하여 안정될 수 있는 폴리우레탄 또는 폴리우레탄 섬유의 보호 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따라 임의적으로는 음이온계 계면활성제, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산으로 또는 다른 사이즈제로 코팅되거나 또는 코팅되지 않은, 미분 히드로탈사이트 또는 다른 금속 알루미늄 히드록시 화합물 유효량을 폴리우레탄 조성물에 첨가함으로써 달성된다.
본 발명은 할로겐화, 부분적 할로겐화 또는 할로겐화되지 않은 탄화수소, 특히 C1내지 C8탄화수소에 대한, 바람직하게는 테트라클로로에틸렌, 테트라클로로메탄 또는 트리클로로에틸렌에 대한 내성이 상승된 엘라스탄 섬유를 제조하기 위하여, 폴리우레탄에 대한 첨가제로서, 중합체에 대하여 0.05 내지 30 중량%, 특히 0.05 내지 15 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%의 양으로 사용된 미분 히드로탈사이트 및(또는) 다른 염기성 금속 알루미늄 히드록시 화합물, 구체적으로는 하기 화학식 (1)의 화합물 또는 구체적으로는 하기 화학식 (2)의 화합물의 용도를 제공한다.
M1-x 2+Alx(OH)2Ax/n n-·mH2O
(상기 식 중,
M2+은 마그네슘 또는 아연, 특히 마그네슘을 나타내고,
An-는 OH-, F-, Cl-, Br-, CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트, 아세테이트 또는 옥살레이트를 포함하는 범위의 원자가를 갖는 음이온, 특히 CO3 2-이고,
0 x ≤ 0.5이고, 0 ≤ m 1임),
MgsAlt(OH)u(A2-)v·wH2O
(상기 식 중,
s는 1 내지 15의 수이고,
t는 1 내지 8의 수이고,
u는 1 내지 40의 수이고,
w는 0 내지 20의 수이고,
v는 1 내지 5의 수이고,
A2-는 CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트 또는 옥살레이트를 포함하는 군으로부터의 음이온, 특히 CO3 2-임).
본 발명은 또한 폴리우레탄을 폴리우레탄의 용액으로서 또는 용융물로서 섬유로 가공시키기 전에, 여기에 중합체에 대하여 0.05 내지 30 중량%, 특히 0.05 내지 15 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%의 양의 미분 히드로탈사이트 및(또는) 다른 염기성 금속 알루미늄 히드록시 화합물, 구체적으로는 하기 화학식 (1)의 화합물 또는 구체적으로는 하기 화학식 (2)의 화합물을 혼입시키는 것을 특징으로 하는, 할로겐화, 부분적 할로겐화 또는 할로겐화되지 않은 탄화수소에 의한, 특히 테트라클로로에틸렌에 의한 분해에 대하여 폴리우레탄 섬유를 보호하는 방법을 제공한다.
화학식 1
M1-x 2+Alx(OH)2Ax/n n-·mH2O
(상기 식 중,
M2+은 마그네슘 또는 아연, 특히 마그네슘을 나타내고,
An-는 OH-, F-, Cl-, Br-, CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트, 아세테이트 또는 옥살레이트를 포함하는 범위의 원자가를 갖는 음이온, 특히 CO3 2-이고,
0 x ≤ 0.5이고, 0 ≤ m 1임),
화학식 2
MgsAlt(OH)u(A2-)v·wH2O
(상기 식 중,
s는 1 내지 15의 수이고,
t는 1 내지 8의 수이고,
u는 1 내지 40의 수이고,
w는 0 내지 20의 수이고,
v는 1 내지 5의 수이고,
A2-는 CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트 또는 옥살레이트를 포함하는 군으로부터의 음이온, 특히 CO3 2-임).
히드로탈사이트 또는 다른 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 바람직하게는 코팅되지 않거나 또는 특히 0.1 내지 30 중량%, 특히 0.5 내지 25 중량%의 음이온계 계면활성제, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산으로 또는 다른 사이즈제로 코팅된다.
본 발명의 목적상, 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 2가 금속 이온, 특히 Mg 또는 Zn, 특히 바람직하게는 Mg 및 3가 양이온으로서의 알루미늄, 히드록시 음이온 및 다른 1가 또는 2가 음이온, 특히 OH-, F-, Cl-, Br-, CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트, 아세테이트 또는 옥살레이트를 기재로 한 혼합 염이다.
히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 특히 바람직하게는, 예를 들면 하기 화학식 (3) 및 (4)로 나타내어지는 것이다.
Mg5Al3(OH)15(A2-)2·wH2O
Mg6Al2(OH)12(A2-)3·wH2O
상기 식 중, A2-및 w는 상기 화학식 (2)에 대하여 기재한 의미를 갖는다.
히드로탈사이트 또는 마그네슘 알루미늄 히드록시 화합물의 바람직한 예는 하기 화학식 (5), (6) 및 (7)로 나타내어지는 것이다.
Mg6Al2(OH)16CO3·5H2O
Mg4Al2(OH)12CO3·4H2O
Mg6Al2(OH)12(CO3)3·7H2O
음이온계 계면활성제의 예는 화학식 RCOOM (여기서 R은 3 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이고, M은 금속, 특히 알칼리 금속 또는 알칼리 토 금속, 예를 들면 Ca 또는 Mg)의 고급 지방산, 화학식 ROSO3M (여기서, R 및 M은 상기 정의한 바와 같음)의 알킬 술페이트, 또는 화학식 RSO3M (여기서, R 및 M은 역시 상기 정의한 바와 같음)의 알킬 술포네이트의 금속 비누이다.
구체적인 예는 스테아르산나트륨, 스테아르산마그네슘, 올레산나트륨, 옥타데실황산나트륨, 라우릴술폰산나트륨, 스테아르산알루미늄 및 스테아르산아연이다.
지방산의 예는 3 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소를 갖는 모노- 또는 디카르복실산이다.
구체적인 예는 카프로산, 라우르산, 팔미트산 및 스테아르산이다.
실란의 예는 화학식 (R'O)SiR (여기서, R' 및 R는 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 1 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소임)의 화합물이다.
폴리오르가노실록산의 예는 하기 화학식 (8)의 화합물이다.
(R4)3SiO-(-SiR1R3O-)x-(-SiR2R6O-)y-Si(R5)3
상기 식 중,
x = 0 - 500,
y = 0 - 300,
R1, R2, R3, R4및 R5는 서로 독립적으로 포화 및(또는) 불포화되고, 임의적으로는 분지된 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 및(또는) 6 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 아릴기이고, 이것은 임의적으로는 역시 알킬 치환될 수도 있고,
R6은 6 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬 잔기를 나타낸다.
구체적인 예는 3 내지 1000 mPa·s (25 ℃에서 측정하였을 때)의 점도를 갖는 폴리디메틸실록산이다.
폴리오르가노히드로겐실록산의 예는 화학식 (9) 또는 (10)의 화합물이다.
(R4)3SiO-(-SiR1R3O-)x-(-SiR2R6O-)y-(SiR7HO-)2-Si(R5)3
(R2)3SiO-(SiR1HO-)z-Si(R5)3
상기 식 중,
x, y, R1, R2, R3, R4및 R5는 화학식 (8)에서와 동일한 의미를 갖고,
R7은 잔기 R1과 동일한 정의를 갖고,
z은 1 내지 200 사이의 수이다.
구체적인 예는 바이실론 (Baysilone)-Ol MH 15 [바이엘 (Bayer) 제품] 또는 바이실론 (Baysilone)-Ol AC 3303 [바이엘 (Bayer) 제품]이다.
바람직한 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 코팅되지 않은 것이다.
특히 바람직한 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 양에 대하여 0.05 내지 25 중량%의 음이온계 계면활성제, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제로 코팅된 것이다. 구체적으로는 0.5 내지 10 중량%의 음이온계 계면활성제, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제로 코팅된 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물이 사용된다.
히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 음이온계 계면활성제, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제 중에서 함께 또는 별도로 임의의 바람직한 순서로, 바람직하게는 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 제조를 위한 또는 바람직한 입도를 만들기 위한 분쇄 전 및(또는) 동안에 혼합 및(또는) 분무하여 코팅할 수 있다.
이와 관련하여, 음이온계 계면활성제, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제가 건조 전에 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 제조 동안에 발생하는 습기있는 필터 케이크, 페이스트 또는 현탁액 내로 혼합되는지 여부, 또는 후속되는 분쇄 직전의 건조 물질로의, 또는 스팀-젯 건조의 경우, 젯 밀로의 도입 직전의 스팀으로의 첨가가 적합한 방식으로, 예를 들면 분무에 의해 행해지는지 여부는 중요하지 않다. 음이온계 계면활성제, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제는 임의적으로 첨가 전에 유화액으로 전환될 수 있다.
히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 예를 들면, 원칙상으로 공지되어 있는 방법들을 사용하여 제조된다. 이러한 방법들은 예를 들면, 공개된 특허 출원 EP 129 805-A1 또는 서류 EP 117 289-A1에 기재되어 있다.
히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 바람직하게는 그들의 출발 화합물로부터, 예를 들면 MgCO3, Al2O3및 물로부터 용매, 예를 들면 물, 알콜 (예를 들면, C1-C8알콜) 또는 염소화 탄화수소 존재하에 제조되고, 뒤이어 예를 들면 분무 건조에 의해 건조되고, 예를 들면 비이드 밀에 의해 분쇄된다.
히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 특히 바람직하게는 폴리우레탄의 제조에도 역시 사용되는 바와 같이, 예를 들면 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 또는 디메틸 술폭시드와 같은 용매 존재하에 예를 들면 비이드 밀로 분쇄시켜 코팅된다. 코팅용으로 사용된 음이온계 계면활성제, 지방산, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제는 여기서 적합한 방식으로 분쇄되어야 하는 물질에 또는 이미 상기한 바와 같이 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물에 건조 전 또는 동안에 첨가될 수 있다. 분쇄시에, 평균 직경 (수 평균) 10 mm의, 바람직하게는 5 mm 미만의, 및 특히 바람직하게는 2 mm 미만의 코팅된 또는 코팅되지 않은 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 평균 입도가 달성된다. 이들 입도는 이미 상기에서 설명한 방법들로 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물을 가공함으로써 달성된다.
히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 폴리우레탄 섬유의 제조 동안의 임의의 바람직한 지점에서 폴리우레탄에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 용액 또는 현탁액의 형태로 다른 섬유 구성성분들의 용액 또는 분산액에 첨가된 다음, 섬유 방사구의 업스트림에서 중합체 용액과 혼합되거나 또는 중합체 용액 내로 주입된다. 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 물론 건조 분말 또는 적합한 매질 중의 현탁액으로서 별도로 중합체 방사 용액에 첨가될 수 있다. 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 추가로 중합체 제조 동안에 상기한 배합물로 첨가될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 또는 폴리우레탄 섬유는 각종 목적을 위해 수많은 상이한 첨가제, 예를 들면 광택감소제, 충전제, 항산화제, 염료, 착색제, 열, 및 및 UV선 등에 대한 안정제를 함유할 수 있고, 이 때 이들 첨가제는 이들이 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물에 대한 반대 효과를 나타내지 않는 방식으로 분배된다.
본 발명에 따른 섬유로부터 제조된 직포, 실 또는 물질이 마무리되거나 또는 염색될 경우, 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 불활성화 또는 침출을 확실하게 피하도록 하기 위하여 특별한 주의가 취해져야 한다.
히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물에 의해 안정화된 폴리우레탄은 섬유로의 가공에 뿐만 아니라 성형품, 필름, 엘라스토머, 발포 물질 등에 사용될 수 있다.
특정 환경 하에서, 코팅되지 않은 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 종래로부터 폴리우레탄으로부터 섬유를 제조하기 위한 건식 또는 습식 방사 방법에 사용되는 극성 용매, 예를 들면 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 또는 디메틸 술폭시드 중에서 응집될 수 있다. 결과적으로, 혼입된 코팅되지 않은 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물을 함유하는 방사 용액의 경우, 연장된 방사 후에 섬유 파손을 야기시키는 만큼 진행될 수 있는 방사 공정에 대한 파괴가 일어날 수 있다. 음이온계 계면활성제, 지방산, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제로 코팅된 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물이 폴리우레탄 용액내로 혼입될 때, 방사 용액 중에 또는 무용매 중합체 용융물 중에서 응집이 일어나지 않고, 코팅된 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 평균 입도는 변하지 않고 그대로 유지된다. 따라서 음이온계 계면활성제, 지방산, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 및(또는) 다른 코팅제로 코팅된 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물이 코팅되지 않은 것에 비해 상기한 방사 공정에서 바람직하다.
폴리우레탄 섬유의 제조 방법에서 0.05 중량% 미만의 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물이 필라멘트 내에, 또는 필라멘트 표면 상에 분포되는 경우, 테트라클로로에틸렌을 이용한 드라이클리닝에 의한 중합체의 분해 또는 파괴에 대한 이들의 효능은 특정 환경 하에서는 불만족스럽다. 필라멘트 내에, 또는 필라멘트 표면 상에서의 15 중량% 이상의 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 분산은 불리한 물리적 섬유 특성을 초래할 수 있고, 따라서 추천할 만 하지 못하다.
본 발명에 따라 보호되는 폴리우레탄 섬유는 특히 분절된 폴리우레탄 중합체, 예를 들면 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리에테르 에스테르 또는 폴리카보네이트 기재 폴리우레탄 중합체로 이루어진다. 상기 섬유는 원칙적으로는 공지되어 있는 방법들, 예를 들면 서류 US 2,929, 804, US 3,097,192, US 3,428,711, US 3,553,290, US 3,555,115 또는 서류 WO 9 309 174에 기재되어 있는 것에 의해 제조될 수 있다. 폴리우레탄 섬유는 추가로 열가소성 폴리우레탄으로 이루어지고, 이들의 제조 방법은 예를 들면 서류 DE 4 414 327 A1에 기재되어 있다. 이들 중합체의 일부는 테트라클로로에틸렌을 이용한 드라이클리닝에 의해 초래되는 분해에 대해 다른 것들보다 더 감응성이다. 폴리에테르 기재 폴리우레탄으로부터 제조된 폴리우레탄 섬유가 특히 감응성이다. 결과적으로, 방법은 바람직하게는 폴리에테르 기재 폴리우레탄 섬유에 대해 사용된다.
히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 바람직하게는 중금속을 함유하지 않는 첨가제이고, 독성학적으로 안전하고 따라서 바람직하다. 이러한 방식으로, 엘라스탄 섬유의 후속되는 공정시에, 예를 들면 염색시에, 생물학적 폐수 처리 공장의 기능을 손상시키거나 또는 파괴시키는 폐수가 생성되지 않는다.
히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 혼입은 실시예 1에 보여주는 바와 같이, 폴리우레탄 섬유의 열 특성들, 예를 들면 생성된 엘라스탄 섬유의 가열 파괴 시간이 방직섬유 산업에서 종래적인 바와 같이 테트라클로로에틸렌 (퍼클로르 세탁)을 사용하여 또는 다른 전형적으로 사용되는 할로겐화 탄화수소, 예를 들면 테트라클로로메탄, 트리클로로에틸렌 또는 클로로플루오로카본을 사용하여 드라이클리닝을 수행한 후에조차도 변하지 않도록 한다. 엘라스탄 섬유 내로 혼입된 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물에 의한 가열 파괴 시간의 안정화는 코팅 및 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물이 코팅의 유형과는 독립적이다. 안정화된 가열 파괴 시간 때문에, 예를 들면 테트라클로로에틸렌 (퍼클로르 세탁)을 사용하여 엘라스탄 섬유의 섬유 파손에 기인한 엘라스탄 및 폴리아미드 섬유로 이루어진 직포, 직물 또는 물질의 파괴 없이 드라이클리닝할 수 있다.
엘라스탄 섬유용 기초 물질로서 사용될 수 있고, 또한 분절된 폴리우레탄을 포함하는 폴리우레탄은 필수적으로는 600 내지 4000의 분자량 및 분자의 각 말단 상에 히드록실기를 갖는 선형 호모 또는 공중합체, 예를 들면 폴리에테르디올, 폴리에스테르 디올, 폴리에스테르아미드 디올, 폴리카보네이트 디올, 폴리아크릴 디올, 폴리티오에스테르 디올, 폴리티오에테르 디올, 폴리히드로카본 디올 또는 이들의 혼합물 또는 공중합체로부터 제조된다. 폴리우레탄은 추가로 유기 디이소시아네이트 및 2개 이상의 활성 수소 원자를 갖는 사슬 연장제, 예를 들면 디- 및 폴리아민, 히드록실아민, 히드라진, 폴리히드라진, 폴리세미카르바지드, 물 또는 이들 성분의 혼합물을 기재로 한다.
히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물은 다른 흔히 사용되는 성분, 예를 들면 UV 안정제, 항산화제, 오염 가스 안정제, 착색 첨가제, 정전방지제, 윤활제, 염료, 광택감소제, 충전제 등과 함께 또는 이들과는 별도로 폴리우레탄 조성물에 혼입될 수 있다.
하기하는 시험 방법은 상기 논의한 파라미터들을 측정하는데 사용된다.
테트라클로로에틸렌을 이용한 드라이클리닝에 의해 초래되는 폴리우레탄 섬유의 열 안정성의 변화는 테트라클로로에틸렌을 이용한 드라이클리닝 전과 후의 가열 파괴 시간을 측정하여 시험한다. 가열 파괴 시간은 100%로 연장된 폴리우레탄 섬유를 금속 판 (온도 200 ℃, 크기 4 x 4 cm)과 접촉하도록 하여 결정된다. 폴리우레탄 섬유가 파괴될 때까지 흘러가는 시간을 측정한다. 폴리우레탄 섬유를 25 ℃에서 테트라클로로에틸렌 욕 중에 특정 기간 동안 (이 경우, 2분) (욕 비: 폴리우레탄/테트라클로로에틸렌 = 1/30 중량%) 침지시킴으로써 폴리우레탄 섬유를 테트라클로로에틸렌을 이용하여 드라이클리닝시킨 다음 이들을 25 ℃에서 12 시간 동안 건조시킨다.
본 발명은 비제한적인 실시예에 의해 보다 상세하게 예시되는데, 이 때 모든 %는 폴리우레탄 섬유의 총 중량에 대한 것이다.
실시예
실시예 1에서, 폴리우레탄 섬유를 2000의 평균 분자량을 갖는 폴리테트라히드로푸란 (PTHF)으로 이루어진 폴리에테르 디올로부터 제조하였다. 디올을 1:1.7의 몰비로 메틸렌 비스(4-페닐디이소시아네이트) (MDI)로 캡핑시킨 다음, 디메틸아세트아미드 중의 디에틸렌아민 (DEA) 및 에틸렌디아민 (EDA)의 혼합물로 사슬 연장시켰다.
이어서 첨가제의 원료 혼합물을 중합체 내로 혼합하였다. 이 원료 혼합물은 디에틸아세트아미드 (DMAC) 62.6 중량%, 사이아녹스 (Cyanox) 1790 [아메리칸 사이아나미드 (American Cyanamid) 제품, 안정제] 10.3 중량%, 30 % 방사 용액 27.0 중량% 및 염료 마크롤렉스바이올렛 (Makrolexviolett) [바이엘 아게 (Bayer AG) 제품] 0.001 중량%로 이루어졌다. 이 원료 혼합물을 완성된 폴리우레탄 섬유 중의 사이아녹스 (Cyanox) 1790의 함량이 섬유 중합체의 고형분 함량에 대해 1 중량%인 방식으로 방사 용액에 첨가하였다.
이 방사 용액에 RKB 2 등급 이산화티탄 (바이엘 아게 제품) 30.9 중량%, DMAC 44.5 중량% 및 22 % 방사 용액 24.6 중량%로 이루어지고, 완성된 섬유 중에서 폴리우레탄우레아 중합체에 대하여 이산화티탄의 함량이 0.05 중량%이도록 구성된 제2 원료 혼합물을 첨가하였다.
이 방사 용액에 표 1에 기재한 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물 13.8 중량%, 디메틸아세트아미드 55.2 중량% 및 30 % 방사 용액 31.0 중량%로 이루어지고, 완성된 폴리우레탄 섬유 중에서 폴리우레탄우레아 중합체에 대하여 표 1에 기재한 히드로탈사이트 및(또는) 금속 알루미늄 히드록시 화합물의 함량이 얻어지도록 구성된 제3 원료 혼합물을 첨가하였다.
이어서 추가의 원료 혼합물을 이 방사 용액내로 혼합하였다. 이것은 스테아르산마그네슘 5.4 중량%, DMAC 45.0 중량% 및 30 % 방사 용액 49.6 중량%로 이루어졌고, 섬유 중합체의 고형분 함량에 대하여 0.20 중량%의 스테아르산마그네슘 함량이 얻어지도록 첨가하였다.
완성된 방사 용액을 대표적인 방사 장치 중의 방사구를 통해 방사시켜 10 dtex 건조의 선형 밀도를 갖는 필라멘트를 생성시키는데, 이 때 각 경우 4개의 필라멘트를 융합 필라멘트사 내로 혼합하였다. 10 mPa·s/25 ℃의 점도를 갖는 폴리디메틸실록산으로 이루어진 섬유 드레싱을 드레싱 롤러를 사용하여 도포하는데, 이 때 폴리우레탄 섬유의 중량에 대하여 약 4 중량%가 도포된다. 이어서 폴리우레탄 섬유를 900 m/분의 속력으로 감았다.
샘플 안정제 첨가된 안정제량(%) 안정제에 대한 안정제 코팅 (%) 가열 파괴 시간 (블랭크 값, 초) 가열 파괴 시간 (퍼클로로에틸렌으로 2분 동안 처리, 초)
1-1 - - - 22.1 7
1-2 산화아연 3 - 20 10
1-3 Mg6Al2(OH)16CO3x5H2O 3 2 % 스테아르산 31 37
1-4 Mg6Al2(OH)16CO3x5H2O 0.5 5 % 바이실론-O1 MH 15 22 14
1-5 Mg6Al2(OH)16CO3x5H2O 1.5 5 % 바이실론-O1 MH 15 24 24
1-6 Mg6Al2(OH)16CO3x5H2O 3 5 % 바이실론-O1 MH 15 26 24
1-7 Mg6Al2(OH)16CO3x5H2O 3 5 % 바이실론-O1 AC 3303 27 31
1-8 Mg6Al2(OH)16CO3x5H2O 3 - 28 26
1-9 Mg6Al2(OH)16CO3x5H2O 3 5 % 폴리디메틸실록산 37 30
표 1에 기재한 실시예로부터, 코팅되지 않거나 또는 코팅된 히드로탈사이트 또는 마그네슘 알루미늄 히드록시 카보네이트를 첨가함으로써, 예를 들면 가열 파괴 시간에 의해 설명된 폴리우레탄 섬유의 열 특성은 예를 들면 테트라클로로에틸렌을 이용한 드라이클리닝 후에 일정하게 유지되고 손상을 일어나지 않았음을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 할로겐화, 부분적 할로겐화 또는 할로겐화되지 않은 탄화수소에 대한 내성이 상승된 엘라스탄 섬유를 제조하기 위하여, 폴리우레탄에 대한 첨가제로서, 중합체에 대하여 0.05 내지 30 중량%, 특히 0.05 내지 15 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%의 양으로 사용되는 미분 히드로탈사이트 및(또는) 다른 염기성 금속 알루미늄 히드록시 화합물, 구체적으로는 하기 화학식 (1)의 화합물 또는 구체적으로는 하기 화학식 (2)의 화합물의 용도.
    화학식 1
    M1-x 2+Alx(OH)2Ax/n n-·mH2O
    (상기 식 중,
    M2+은 마그네슘 또는 아연, 특히 마그네슘을 나타내고,
    An-는 OH-, F-, Cl-, Br-, CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트, 아세테이트 또는 옥살레이트를 포함하는 범위의 원자가를 갖는 음이온, 특히 CO3 2-이고,
    0 x ≤ 0.5이고, 0 ≤ m 1임),
    화학식 2
    MgsAlt(OH)u(A2-)v·wH2O
    (상기 식 중,
    s는 1 내지 15의 수이고,
    t는 1 내지 8의 수이고,
    u는 1 내지 40의 수이고,
    w는 0 내지 20의 수이고,
    v는 1 내지 5의 수이고,
    A2-는 CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트 또는 옥살레이트를 포함하는 군으로부터의 음이온, 특히 CO3 2-임).
  2. 제1항에 있어서, 폴리우레탄 섬유 조성물에 염소화, 불소화 또는 혼합된 염소화 및 불소화 C1내지 C8탄화수소에 대한, 구체적으로는 테트라클로로메탄, 트리클로로에틸렌 또는 테트라클로로에틸렌에 대한 내성이 부여됨을 특징으로 하는 용도.
  3. 제1 또는 2항에 있어서, 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물이 코팅되지 않거나 또는 음이온계 계면활성제로, 지방산, 지방산염, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산 또는 고급 지방산 에스테르로 코팅된 것을 특징으로 하는 용도.
  4. 제3항에 있어서, 코팅이 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물에 대하여 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 25 중량%의 양으로 제공되는 것을 특징으로 하는 용도.
  5. 제1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용된 히드로탈사이트 또는 금속 알루미늄 히드록시 화합물이 하기 화학식 (3) 또는 (4)를 갖는 것임을 특징으로 하는 용도.
    화학식 3
    Mg5Al3(OH)15(A2-)2·wH2O
    화학식 4
    Mg6Al2(OH)12(A2-)3·wH2O
    상기 식 중, A2-는 CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트 또는 옥살레이트를 포함하는 군으로부터의 음이온, 특히 CO3 2-이고, w는 0 내지 20의 수이다.
  6. 제1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식 (5), (6) 또는 (7)의 화합물을 폴리우레탄 첨가제로서 사용함을 특징으로 하는 용도.
    화학식 5
    Mg6Al2(OH)16CO3·5H2O
    화학식 6
    Mg4Al2(OH)12CO3·4H2O
    화학식 7
    Mg6Al2(OH)12(CO3)3·7H2O
  7. 폴리우레탄을 폴리우레탄의 용액으로서 또는 용융물로서 섬유로 가공시키기 전에, 여기에 중합체에 대하여 0.05 내지 30 중량%, 특히 0.05 내지 15 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%의 양의 미분 히드로탈사이트 및(또는) 다른 염기성 금속 알루미늄 히드록시 화합물, 구체적으로는 하기 화학식 (1)의 화합물 또는 구체적으로는 하기 화학식 (2)의 화합물을 혼입시키는 것을 특징으로 하는, 할로겐화, 부분적 할로겐화 또는 할로겐화되지 않은 탄화수소에 의한 분해에 대하여 폴리우레탄 섬유를 보호하는 방법.
    화학식 1
    M1-x 2+Alx(OH)2Ax/n n-·mH2O
    (상기 식 중,
    M2+은 마그네슘 또는 아연, 특히 마그네슘을 나타내고,
    An-는 OH-, F-, Cl-, Br-, CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트, 아세테이트 또는 옥살레이트를 포함하는 범위의 원자가를 갖는 음이온, 특히 CO3 2-이고,
    0 x ≤ 0.5이고, 0 ≤ m 1임),
    화학식 2
    MgsAlt(OH)u(A2-)v·wH2O
    (상기 식 중,
    s는 1 내지 15의 수이고,
    t는 1 내지 8의 수이고,
    u는 1 내지 40의 수이고,
    w는 0 내지 20의 수이고,
    v는 1 내지 5의 수이고,
    A2-는 CO3 2-, SO4 2-, HPO4 2-, 실리케이트 또는 옥살레이트를 포함하는 군으로부터의 음이온, 특히 CO3 2-임).
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