KR19990037960A - 황산바륨을 함유하는 스판덱스 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 높은 조도의 표면을 갖고 유리하게 낮은 점착성을 갖는, 그 표면상에 실리콘 오일 마감재와 그 용적내에 0 내지 4의 낮은 등전점을 갖는 황산바륨이 분산된 건식 방사된 스판덱스를 얻을 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

황산바륨을 함유하는 스판덱스

[기술분야]

본 발명은 황산바륨이 분산되어 있는 스판덱스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 스판덱스가 높은 표면 조도를 갖고 황산바륨 입자가 매우 낮은 등전점을 갖는 것을 특징으로 하는 이러한 스판덱스에 있어서의 개선에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이러한 스판덱스의 제조 방법에 관한 것이다. 스판덱스 중에 낮은 등전점을 갖는 황산바륨 입자가 존재하면 스판덱스의 점착성에 있어서 예기치 못했던 유리한 저하를 제공할 뿐만 아니라 이 스판덱스의 제조 방법에 있어서도 개선을 제공한다.

[선행 기술의 개시]

스판덱스는 통상의 비엘라스토머성 직물 섬유에 비하여 상당한 점착성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 필라멘트는 특히 보빈(bobbin)상에 권취될 때 각종 표면과 서로 고착하는 경향이 있다. 점착성은 스판덱스가 팩키지로부터 풀림에 따라 과도한 풀림 장력(이하, "인취 장력" 이하 함) 뿐만 아니라 빈번하고 큰 과도 인장을 유발시킬 수 있다. 과도한 인취 장력 및 과도 장력은 취급하는 동안 실의 파열, 직물 결함 및 특히 니트 직물의 제조시에 다른 제조 공정상 어려움을 유발할 수 있다.

스판덱스의 점착성을 저하시키기 위하여, 윤활 마감재를 스판덱스 실에 도포하고(도포하거나) 특수 제제를 스판덱스내에 분산시킨다. 이러한 윤활 마감재의 일례를 들면, (a) 유크(Yuk)의 미합중국 특허 제 3,039,895호에 개시되어 있는 것과 같은 섬유유 중에 분산된 금속성 비누 및 (b) 챤들러(Chandler)의 동 제 3,296,063호에 개시되어 있는 것과 같은 폴리알킬실록산이 있다. 점착성을 저하시키기 위해 스판덱스내에 특정 금속 비누, 예컨대 칼슘, 마그네슘 또는 리튬의 스테아르산염을 분산시키는 것에 대해서는 한젤(Hanzel)의 미합중국 특허 제 4,296,174호에 개시되어 있다. 스판덱스의 점착성을 더 저하시키면, 스판덱스의 취급 특성이 향상되고, 그 제조가 보다 경제적이 되며, 각종 직물에서의 그 활용을 강화시킬 것이다.

점착성을 저하시키는 것에 대해 특히 주목한 것은 아니지만, 예를 들어 벨(Bell) 등의 미합중국 특허 제 3,386,942호 및 이마이(Imai) 등의 동 제 4,525,420호에는 많은 여러 불활성 무기 물질 중에서 황산바륨을 스판덱스에 사용하는 것으로 기재하고 있다. 황산바륨은 여러 형태, 순도 및 등급으로 시판된다. 본 출원인은 이제 스판덱스의 점착 특성이 특이 등전점을 갖는 특정 황산바륨 입자를 스판덱스에 분산시킴으로써 매우 바람직하게 변화될 수 있다는 것을 발견하였다.

[발명의 요약]

본 발명은 표면상에 윤활 마감재를 갖고 용적내에 황산바륨 입자가 분산된 유형의 개선된 스판덱스를 제공한다. 본 발명의 개선에 따르면, 스판덱스의 점착성을 저하시키기 위해서 황산바륨 입자는 0-4, 바람직하게는 0.5-3의 등전점을 갖는다. 통상적으로, 황산바륨 입자의 양은 스판덱스의 0.3-5, 바람직하게는 1-3중량%이다. 황산바륨을 함유하는 스판덱스는 75이상, 바람직하게는 100-200의 표면 조도 파라미터(이하, 이와 동일하게 칭함)를 갖는다. 바람직하게는, 평균 공극 크기는 10-30Å 범위이고, BET 표면적은 1-5㎡/g의 범위이다. 본 발명의 다른 태양에서, 스판덱스는 스판덱스 총량의 1-5중량%의 이산화티탄 입자를 포함하고, 윤활 마감재는 스판덱스의 1-6중량%의 폴리실록산이다. 본 발명의 또다른 태양에서, 실은 원통형 부재상에 권취되어 저점착성의 실 공급 팩키지를 형성한다.

본 발명은 또한 유기 용매 중의 세그먼트화된 폴리우레탄 중합체의 용액을 첨가제외 혼합한 후 필라멘트로 건식 방사하는 개선된 스판덱스의 건식 방사 방법을 제공한다. 적어도 1종의 첨가제는 0-4의 등전점을 갖는 황산바륨 입자인 것을 특징으로 한다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 다음의 바람직한 태양의 상세한 설명에 의해 추가로 예시된다.

이러한 설명은 단지 예시를 위한 것으로, 첨부되는 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서 "스판덱스"란 그의 통상적인 정의를 갖는데, 즉 섬유 형성 물질이 세그먼트화된 폴리우레탄 85중량% 이상을 포함하는 장쇄 합성 중합체 인조섬유이다. "섬유"란 그 의미에 스테이플 섬유 및 연속상 필라멘트를 포함한다.

편의상, 이하 제시되는 논의 및 실시예에서는 수반되는 용어에 의해 다음 약어들을 사용할 수 있다:

폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜 PO4G

메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트) MDI

(P, P'-메틸렌디페닐이소시아네이트라고도 함)

이소시아네이트 말단기 NCO

에틸렌디아민 EDA

2-메틸-1, 5-디아미노펜탄 MPMD

N, N-디메틸아세트아미드 용매 DMAc

디에틸아민 DEA

1, 3, 5-트리스(4-t-부틸-3-히드록시-2, 6- "Cyanox" 1790

디메틸벤질)-1, 3, 5-트리아진-2, 4, 6(1H, 3H, 5H)

트리온 산화방지제(아메리칸 시안아미드사 제품)

디이소프로필아미노에틸 메타크릴레이트와 "Methacrol" 2138

n-데실메타크릴레이트의 공중합체

(DIPAM/DM 이라고도 함)

직선 강도(dN/tex) T

파괴 신장(%) E

제 1순환시의 부하력(dN/tex)

100% 신장시의 부하 LP-100

200% 신장시의 부하 LP-200

제 5순환시의 부하제거력(dN/tex)

100% 신장시의 부하제거 UP-100

200% 신장시의 부하제거 UP-200

오우버-엔드(ove-end) 인취 장력(cN) OET

스판덱스의 중합체의 화학적 조성은 또한 다음 실시예에 예시된 바와 같이 약술될 수 있으며, 여기서 수평균 분자량이 1,800인 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜("PO4G"), 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트) ("MDI") 및 에틸렌 디아민("EDA")과 2-메틸-1, 5-디아미노펜탄 ("MPMD")의 90 내지 10몰 비의 혼합물로부터 제조된 폴리우레탄은 PO4G(1,800) : EDA/MPMD(90/10)으로 약술된다. 여기서, 콜론은 중합체의 반복 단위의 단량체를 분리하기 위해 사용되며, 디아민 사이의 슬래시, 즉/은 디아민이 혼합물로 존재하고 글리콜 및 디아민 혼합물 바로 뒤의 괄호안 숫자는 각각 글리콜의 수평균 분자량 및 혼합물 중의 디아민의 몰 비를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 스판덱스에는 용적내에 0-4, 바람직하게는 1-2.5 범위의 동전점을 갖는 황산바륨 입자가 분산되어 있다. 종래의 기술은 스판덱스가 건식 방사될 폴리우레탄 용액에 입자를 첨가하기 위해 사용된다. 일반적으로, 황산바륨의 양은 스판덱스의 총 양의 0.3-5, 바람직하게는 1-3중량%이다. 황산바륨 입자는 특수 목적을 위해 특정 제제로 피복될 수 있다.

예를 들어 상기 입자는 쟈콥슨(Jacobson)의 미합중국 특허 제 5,180,585호에 개시된 바와 같은 항균 조성물로 피복될 수 있다. 이 입자의 등전점이 본 발명에서와 같이 0-4범위내에 있는 한, 황산바륨 상의 피복물의 사용은 이와 함께 생산되는 스판덱스에 결정적인 영향을 미치지 않으며, 이렇게 피복된 입자는 본 발명의 범위내에 포함시키고자 한다.

본 발명에 사용하기에 적합한 황산바륨 입자는 그 크기가 작다. 입자의 평균 크기는 통상 0.5-3μ범위이고, 최대 입자, 즉 입도 분포의 2% 이하는 25μ이하, 바람직하게는 15μ이하이다.

건식 방사에 의해 스판덱스를 제조하는데 사용되는 통상적인 중합체는 본 발명의 스판덱스에 적합하다. 이들 중합체는 통상적으로 폴리에테르 기재 글리콜 또는 폴리에스테르 기재 글리콜이 디이소시아네이트와 반응하여 이소시아네이트로 캡핑된 글리콜을 형성한 후, 이를 디아민 사슬 연장제와 반응시켜 세그먼트화된 폴리우레탄 중합체를 형성하는 공지된 방법에 의해 제조된다. 통상, 상기 중합체는 불활성 유기 용매, 예컨대 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸포름아미드, N-메틸 피롤리돈 등에 용해된다.

일반적으로, 중합체 용액의 pH는 9-12이다. 본 발명에 사용하기 위한 황산바륨 입자의 낮은 등전점, 즉 0-4로 인해, 입자들은 용액내에 매우 잘 분산된 후 스판덱스내에 분산된다. 중합체 용액은 통상의 장치에서는 오리피스를 통해 축(shaft) 내로 건식 방사된다. 가열된 불활성 가스는 축을 통과하여 필라멘트가 축을 통과함에 따라 형성된 필라멘트의 표면으로부터 용매가 증발되는 것을 돕는다. 복수 개의 오리피스로부터 배출되는 필라멘트는 함께 트위스팅되어 다중-필라멘트 실을 형성한다. 윤활제는 통상의 마감 처리 롤에 의해서나 또는 중합체 용액으로부터 필라멘트와 함께 공방사됨으로써 필라멘트 표면에 집적될 수있다.

그런 다음, 이와 같이 건식 방사된 필라멘트, 즉 스판덱스는 원통형 부재 상에 권취되어 실 공급 팩키지, 예를 들면 펀(pirn), 보빈, 및 케이크를 형성한다.

통상의 스판덱스 필라멘트, 즉 본 발명에서와 같은 특유 황산바륨 입자를 포함하지 않는 필라멘트는 매우 점착성이 크다. 폴리에테르 기재 스판덱스는 통상폴리에스테르 기재 스판덱스보다 더 점착성이다. 폴리에테르 글리콜로부터 유도된 투명한 스판덱스는 가장 점착성이 크다.

상업용 스판덱스 실은 공지되어 있다. 예를 들어, "라이크라(LYCRA)" 스판덱스는 이. 아이, 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니사로부터 제조 및 시판된다. 통상적으로, 약 0.4-0.7㎏의 스판덱스사는 이러한 실 공급 팩키지의 원통형 튜브 상에 권취된다.

본 발명의 스판덱스의 중합체는 특정 목적을 위해 첨가되는 통상의 제제, 예컨대 산화방지제, 열 안정화제, UV 안정화제, 안료, 염료, 윤활제 등을 포함할 수 있다. 이러한 제제는 통상 중합체 용액에 첨가되며, 건식 방사 단계 동안에 필라멘트내로 혼입된다.

본 발명에 따르면, 황산바륨 첨가제를 다른 첨가제와 같은 방식으로 필라멘트내에 혼입시킬 수 있다. 환산바륨의 농도는 통사 스판덱스 중합체의 0.7-5중량%이다. 황산바륨 입자의 각종 유형 및 등급, 예컨대 배라이트 또는 배리테스광석, 화학적으로 순수한 황산바륨, 블랑 픽세(blanc fixe) 등이 공지되어 있지만, 본 발명의 스판덱스에 사용하기에는 0-4 범위의 등전점을 갖는 황산바륨만이 적합하다. 또한, 1-2, 5 범위의 등전점을 갖는 황산바륨 입자도 바람직하다.

본 발명에 사용하기에 적합한 특유 황산바륨은 시판되고 있는 모든 황산바륨 중 일부를 차지한다. 천연 황산바륨, 광산에서 채굴된 광석("배라이트" 또는 "배리테스:라고도 함)은 여러 색의 불순물을 포함한다. 이들 불순물 중 일부는 세척, 테이블링(tabling), 지깅(jigging) 또는 부유화를 통해 광석의 선광에 의해 제거될 수 있다. 광산에서 채굴된 황산바륨은 각종 불순물을 포함하지만, 이러한 황산바륨은 종종 광석의 최대 공지 용도인 진흙을 드릴링하는데 직접 사용될 수 있다. 미분 배라이트는 페인트용 충전제 또는 증량제로 사용된다. 안료용 배라이트는 통상 산으로, 그리고 종종 착색 화합물을 제거하기 위한 환원제로 처리하여 "탈색"시킨다. 화학적으로 순수한 황산바륨은 또한 화학 반응을 위해 사용할 수도 있다. 또다른 시판되는 황산바륨은 블랑 픽세로도 알려져 있는 침전된 황산바륨이다. 블랑 픽세는 통상 안료가 되는 미분체의 균일한 입자들의 침전물을 생성하기 위해 조절된 조건 하에서 황화바륨 및 황산바륨의 수용액을 혼합함으로써 제조한다.

시판되고 있는 모든 황산바륨 입자 중에서, 약 4이하의 등전점을 갖는 입자들, 예컨대 블랑 픽셀 등급 중 일부만이 본 발명의 스판덱스에 사용하기에 적합한 것으로 밝혀졌다. 이들 특유 블랑 픽셀 입자들은 건식 방사 스판덱스의 점착성을 저하시키고 건식 방사 공정의 보다 효율적인 조업을 제공함에 있어서 다른 모든 것들보다 예기치 못하게 우수하였다. 공정과 관련하여, 본 발명에 따른 등전점을 갖는 황산바륨 입자들을 사용할 경우, 황산바륨 입자들은 중합체 용액내에 잘 분산될 뿐만 아니라 응집체를 형성하지 않았으며, 스크린 및 필터가 더 오랜 기간 작동한 후 차단 및 세정을 필요로 하였으며, 훨씬 더 놀라운 것은, 스핀 축을 떠나는 필라멘트의 용매 함량이 감소된다는 것이었다. 또한, 0-4 범위의 동전점을 갖는 황산바륨 입자를 함유하는 스판덱스사는 실 공급 팩키지내로 권취될 때 팩키지로부터 모든 실이 만족할 정도로 제거되게 한다.

이와 대조적으로, 필라멘트내에 황산바륨 입자를 함유하지 않는 종래의 스판덱스사 공급 팩키지는 통상적으로 팩키지로부터 완전히 제거될 수 없다. 실 팩키지의 중앙 원통형 부재에 가장 밀접한 권취된 실의 일부는 통상적으로 팩키지로부터 만족할 정도로 제거될 수 없으며, 이로 인해 팩키지 중에 총 약 6%의 실이 폐기 처리된다.

다음 표는 시판되는 황산바륨 중 선택된 군에 대해 측정된 등전점 및 입도를 나타낸다.

주(主): * 독일연방공화국 두이스베르크-함부르크 소재의 사흐틀레벤사(Sachtleben)에 의해 제조 및 시판됨

+ 미합중국 펜실바니아주 피츠버그 소재의 피셔 사이언티픽(Fisher Scientific)사에 의해 시판됨

㎚=측정 불가

각각 4이하의 등전점을 갖는, 상기한 샤흐틀렌사로부터 시판되는 "마이크로 등급" 및 "F 등급"의 블랑 픽세는 본 발명에 사용하기에 적합한 황산바륨이다.

본 발명에 따라 황산바륨을 함유하는 중합체 용액을 오리피스를 통해 건식방사하는 경우, 필라멘트는 조화된 표면을 갖게 된다. 본 발명자들은 표면 조도가 방사된 필라멘트의 표면상에 윤활제를 보유시키고 저점착성을 유지시키는데 중요한 역할을 한다고 이론화하였다.

비록 본 발명은 이 이론에 의해 제한되는 것은 아니지만, 본 발명자들은 소공극의 조도로 인해 표면 윤활제가 제 위치에 보유되고 표면으로부터 유실되지 않는다고 믿는다.

본 발명자들은 본 발명의 스판덱스 시료를 10℃/분으로 가열한 시험에서 온도가 약 320℃에 도달할 때까지는 실리콘 오일 표면 윤활제가 제거되고 있다는 징후가 전혀 나타나지 않았다는 것에 주목하였다.

이와는 대조적으로, 본 발명과 다른, 즉 원하는 등전점 및 수반되는 표면 조도를 갖는 황산바륨을 포함하지 않는 유사한 스판덱스 시료에 대한 시험의 결과, 온도가 단지 120℃에 도달하였을 때 필라멘트 표면으로부터 실리콘 오일이 방출되었다. 필라멘트의 "조도 파라미터"(이하 이와 동일하게 칭함)가 약 75 이상, 바람직하게는 100-200일 때, 표면 윤활제는 필라멘트의 표면 상에 단단히 고착되어 있었으며, 필라멘트에 저하된 점착성을 제공한다.

다음 시험 과정은 위에서 설명하고 또한 아래 실시예에 개시하는 스판덱스의 각종 특성을 측정하기 위해 사용되었다.

등전점 측정은 통상적인 계기로 행하였다. 등전점은 통상 pH로 표시되는 수소 이온 및 다른 이온의 농도로 정의되며, 이 농도에서 입자들은 실제 전하를 갖지 않으며 영(zero) 전위는 0이다. 이 과정은 다음과 같다. 0.001N 농도의 질산칼륨 200ml 중의 황산바륨 분체 20g의 시료를 3M 수산화칼륨 또는 2M 질산으로 적정하였다(적정에 산 또는 염기가 필요한지 여부에 따라). 적정을 하기 전에, 미합중국 뉴욕주 파밍달 소재의 힛 시스템즈-울트라소닉스 코포레이션사(Heat Systems-Ultrasonics Corp.)에 의해 시판되는 음파 혼합기 소니케이터 모델 W-385를 사용하여 시료를 액체 중에 철저하게 분산시켰다.

상기 적정은 일정하게 교반되고 있는 시료를 사용하여 행하였다. 이 정적을 위해서 미합중국 메사츠세츠주 흡킨톤 소재의 마텍 어플라이드 사이언스, 인크사(Matec Applied Science, Inc.)에 의해 시판되는 전위차측정 적정계 ESA-800 시스템 모델 MBS-800을 사용하였다.

황산바륨 입자의 크기를 측정하기 위해서, 레이져 광산란계를 사용하였다. 본 명세서에 보고된 수치에 대해서는, 미합중국 플로리다주 세인트 페테르스부르그 소재의 리즈 앤드 노쓰럽사(Leeds & Northrup)에 의해 시판되는 Micro-Trac FRA(전범위 분석기)를 사용하였다. 각 시료는 미합중국 코네티컷트주 노르왁 소재의 알. 티. 반더빌트 케미칼사(R. T. Vanderbilt Chemical)에 의해 시판되는 "Darvon C" 분산제 10방울을 포함하는 탈이온수 80ml 중에 입자 0.8-2.0g을 포함한다. 각 재료중 적어도 3개의 시료를 분석하여 평균 입도 및 평균 입도 분포를 얻었다.

본 명세서에서 표면 조도는 다음 식으로 정의되는 "조도 파라미터" R로 특징적으로 표시된다.

R=1000(A)/(P)

여기서, A는 ㎡/g으로 나타낸 BET 표면적이고, P는 Å으로 나타낸 평균 공극 크기이다. 스판덱스의 표면적은 바우너(Baunner), 엠마트(Emmet) 및 텔러(Teller)의 방법(BET)에 따라 질소 흡착 측정으로부터 결정한다. 이 측정은 미합중국 죠지아주 노르크로쓰 소재의 마이크로메리틱스 인스트루먼츠 코포레이션사(Micromeritics Instruments Corp.)에 의해 시판되는 모델 2100 표면적 및 공극부피 분석기를 사용하여 행하였다. 시험 시료를 제조하기 위하여, 필라멘트를 약 10시간 동안 약 0.025㎜Hg의 진공 하에서 약 120℃의 온도로 유지하면서 컨디셔닝하였다.

이 시험동안 계기는 각 흡착-탈착 사이클 동안 적어도 21지점을 자동적으로 측정한다. 이러한 데이타로부터 BET 표면적, A, 개개 공극 크기, 및 평균공극 크기 P를 산출한다. 이어서, 스판덱스의 표면 조도 파라미터 R을 상기한 식으로부터 계산한다.

실리콘 윤활유가 스판덱스 표면으로부터 방출되는 온도를 측정하기 위해, 시료를 100-cc/분의 질소류로 세정하면서 열중량분석계를 사용하여 스판덱스 시료의 온도를 10℃/분의 비율로 상승시켰다. 세정된 가스는 푸리어(Fourier) 변형 적외선 분석계를 통과시켰다.

적외선 분석계가 질소 가스 중의 실리콘 오일의 존재를 검지하는 시간은 오일이 시료로부터 방출되는 시료의 온도와 상관 관계가 있다.

스판덱스 실의 점착성을 측정한 것인 오부버-엔드 인취 장력은 한젤의 미합중국 특허 제 4,296,174호의 컬럼 4, 제 20-45행에 개시되어 있는 과정에 따라 이 특허의 제 6도를 참고로 하여 측정하고, 이 문헌은 본 명세서에 참고로 인용되어 있다.

이 기술에 따르면, 상기 측정은 45.7m/분의 운송 속도에서 실의 공급 팩키지로부터 183m길이의 스판덱스 시료를 제거하는데 요구되는 평균 장력을 측정한 것이다.

스판덱스의 강도 및 탄성은 ASTM D 2731-72의 일반적인 방법에 따라 행한다. 각 측정을 위해서는 3개의 필라멘트, 5㎝(2인치) 게이지 길이 및 0-300% 신장사이클을 사용하였다. 시료들을 800%/분의 일정한 신장률에서 5회 순환시킨 후, 5회째 신장후 0.5분 동안 300% 신장 상태로 유지하였다. "부하력"은 본 명세서에 데시뉴톤/텍스(deciNewtons/tex)로 보고되어 있으며, 제 1부하 사이클 동안 소정 연장 상태에서 측정한 응력이다. "부하제거력"은 데시뉴톤/텍스로 보고되며, 제 5부하제거 사이클 동안 주어진 신장에서 측정된 응력이다. 파괴 신장%는 제 6신장 사이클에서 측정하였다. 변형%는 또한 0 내지 300% 신장-이완 사이클을 거친 시료에 대해 측정하였다.

이어서, 변형%("% S")는 다음 식 % S=100(L_f-L_o)/L_o(여기서, L_o및 L_f는 각각 5회 신장/이완 사이클 전 및 그 후에 장력을 가하지 않고 곧은 상태로 유지되었을 때의 필라멘트 길이임)로 계산한다.

[실시예]

다음 실시예들은 본 발명의 바람직한 태양을 설명한다. 이들 실시예는 예시 목적을 위해 주어진 것으로서, 첨부되는 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

이들 실시예에 보고된 결과는 대표적인 것으로 주어진 성분들과 관련된 모든 시험을 포함하는 것은 아니다. 실시예에서, 본 발명의 시료는 아라비아 숫자로 표시되며, 대조용 시료는 대문자로 표시된다.

실시예에 기술되는 본 발명의 각 시료는 시판되는 스판덱스인 "라이크라" 유형 146C로 제조하였으며, 여기에는 1.5% 황산 바륨이 첨가된다. 대조용 시료에는 황산바륨을 첨가하지 않거나 또는 황산바륨의 등전점이 본 발명에 의해 요구되는 범위를 벗어난 것이다.

각 시료의 경우, 스판덱스용 중합체는 캡핑된 글리콜로부터 제조되며, 이것은 1.63의 캡핑비, 즉 MDI 대 PO4G의 몰 비를 갖도록 제조된 2.40%의 NCO 함량을 갖는 PO4G와 MDI의 반응 생성물이었다. 캡핑된 글리콜은 EDA/MPMD의 90/10 디아민 혼합물로 연장된 사슬이다. DEA는 사슬 종결제로 사용된다.

중합체는 DMAc 용액에 용해되어 36.8% 고체를 함유하는 용액을 제공한다. 중합체의 중량을 기준으로 1.5% "Cyanox"-1790 산화방지제, 2% "Methacrol"-2138 및 0.6% 실리콘오일을 포함하는 첨가제를 용액에 첨가한다.

선행 단락에 기재된 용액은 통상적인 장치로 4-합체화-필라멘트-44-dtex사(또는 2-필라멘트 22-dtex사)로 건식 방사된다. 이 용액은 방사구금 오리피스를 통해 회전축내로 계량되며, 여기서 이렇게 방사된 용액은 필라멘트를 형성하고 DMAc 용매는 필라멘트로부터 증발된다. 축에는 420℃의 온도에서 질소가스의 병류가 공급되고, 이로 인해 축 전체의 중간 지점의 온도는 220℃가 된다. DMAc 가스는 축 저부 근처에 있는 측벽의 파이프를 통해 배출된다. 필라멘트는 축 저부에서 제트(jet)에 의해 위(僞)연사화되어 일 군의 필라멘트가 단일 사경로로 합체되게 한다. 135℃에서 축 저부 근처에 공급되는 질소의 역류는 배출되는 DMAc와 합해진다. 합체된 다중 필라멘트 사경로는 축의 저부를 통해 배출된다. 실리콘 오일 마감재 윤활제는 키쓰 롤(kiss roll) 도포기에 의해 경로에 도포되어 사 경로의 중량을 기준으로 약 3.5%의 첨가량을 제공한다. 별도의 언급이 없는 한, 이어서, 실은 약 840m/분의 속도로 권취된다.

황산바륨은 다음과 같이 용액에 첨가된다. DMAc 중의 11.4% 중합체 용액은 중합체 용액 450부를 DMAc 1000부에 희석시킨 후, 철저하게 혼합하면서 희석된 용액에 황산바륨 입자 1,050 중량부를 첨가하여 제조하였다. 이어서 생성된 슬러리를 모래연마기를 통과시켜 형성될 수 있는 모든 응집체를 파쇄하였다. 슬러리 중의 황산바륨의 농도는 42%이었다. 이어서, 황산바륨 슬러리를 선택된 비율로 다른 첨가제를 이미 함유하고 있는 중합체 용액내로 계량하여 중합체의 총 중량을 기준으로 중합체 중의 황산바륨의 농도가 1.5%가 되게 하였다.

[실시예 I]

이 실시예는 생성되는 스판덱스의 표면 조도에 대한 황산바륨 첨가제의 등전점이 미치는 영향을 보여준다. 7개의 44-dtex 시료를 상기 과정에 의해 제조하였다. 2개의 시료(시료 1 및 2)는 본 발명에 따른 것이고 5개의 시료(대조용 시료 A, B, C, D 및 E)는 본 발명에 포함되지 않는 것이다. 모든 시료를 하기 표 1에 별도로 언급된 것을 제외하고 동일한 방법으로 제조하고, 상기와 같이 제조된 스판덱스의 특성 중 일부를 다음 표에 요약하여 나타낸다.

[표 I]

주(主):

IEP = 등전점

d = 평균 공극 크기(Å)

S = BET 표면적(㎡/g)

R = 조도 파라미터

시료 1 및 2는 사흐틀레벤 마이크로-등급 블랑 픽세로 제조하였다. 대조용 시료 A는 사흐틀레벤 N-등급 블랑 픽세로 제조하고, 대조용 시료 B는 피셔 사이언티픽 공인 순수 황산바륨으로 제조하였다. 대조용 시료 C, D 및 E는 황산바륨 첨가제를 첨가하지 않고 제조하였으며, D는 640m/분의 속도로, E는 914m/분의 속도로 권취하였다.

점착성에 대해 시험하였을 때, 본 발명에 따라 황산바륨을 함유하는 시료 1 및 2만이 황산바륨을 함유하지 않는 시료의 점착성에 비해 큰 개선을 보였다. 고등전점 및 저조도 파라미터를 갖는 황산바륨을 함유하는 시료들은 황산바륨을 함유하지 않는 스판덱스에 비해 뚜렷한 개선을 보이지 않았다. 각종 실의 인취 장력에 대한 정량적 측정을 다음 두 실시예에 나타낸다.

[실시예 II]

상기한 과정에 의해 제조되었으며 본 발명에 따라 1.5% 마이크로-등급 블랑 픽세를 함유하는 44-dtex 스판덱스사의 물성을 실중에 황산바륨을 함유하지 않는 유사하게 제조된 실과 비교하였다. 그 결과 데이타를 다음 표 II에 요약하여 나타낸다.

[표 II]

대응하는 시표 4 및 G가 2-필라멘트 22-dtex 스판덱스사인 것을 제외하고는, 시료 3과 동일한 시료 및 대조용 시료 F를 제조하였다. 방사한 직후, 및 2주, 4주 및 8주 저장 후에 시료 4 및 대조용 시료 G의 권취된 실에 대해 오우버-엔드인취 장력(OET)를 측정하였다. 그 결과를 다음 표 III에 요약하여 나타낸다.

[표 III]

대조용 시료 G의 인취 장력은 그 최소 수치의 약 4배로 증가된 반면 본 발명의 시료 4는 그 최초 수치의 단지 2배 값을 갖는다는 것에 주목해야 한다. 또한, 본 발명에 따른 갓 제조한 실의 인취 장력은 대조용 시료의 인취 장력보다 약 20% 정도 작다는 것에 주목해야 한다.

3개의 추가 시료, 즉, 1.5% 마이크로 등급 블랑 픽세를 함유하는 본 발명의 시료 5, 황산바륨을 함유하지 않는 대조용 시료 H 및 1.5% 공인된 순수 황산바륨(피셔 사이언티픽사 제품)을 함유하는 대조용 시료 I를 44-dtex의 스판덱스사로 제조하였다.

이들 시료의 보빈을 52℃의 온도로 유지되는 오븐에서 16시간 동안 속성시키고, 그런 다음 보빈을 실온에서 추가로 24시간 동안 유지시킨 후 오우버-엔드 인취 장력 시험을 행하였다. 인장 시험 결과를 하기 표에 요약하여 나타낸다.

[표 IV]

[실시예 III]

이 실시예에서는, 실시예 I의 과정에 의해 44-dtex 스판덱스사의 두 보빈을 제조하되, 2중량%의 이산화티탄을 분산시킨 다음, 실온에서 8주간 저장한 후 오우버-엔드 인취 장력에 대해 시험하였다. 시료 6은 1.5% 마이크로-등급 황산바륨을 함유하고 본 발명에 따른 것이다.

대조용 시료 J는 황산바륨을 함유하지 않으며, 본 발명에 포함되지 않는다. 본 발명의 시료 6에 대해 측정된 OET는 0.141 센티뉴톤이었고, 대조용 시료 J의 OET는 0.380cN이었다.

Claims (8)

1. 스판텍스의 점착성을 저하시키도록 황산바륨 입자가 0 내지 4범위의 등전점을 갖는 것을 특징으로 하는, 표면상에 윤활 마감재를 갖고 용적내에 황산바륨 입자가 분산된 개선된 스판덱스.
2. 제 1항에 있어서, 황산바륨 입자의 양이 스판덱스의 0.3 내지 5중량%이고, 등전점이 0.5 내지 3인 개선된 스판덱스.
3. 스판덱스의 점착성을 저하시키도록 스판덱스가 75이상의 표면 조도 파라미터를 가지는 것을 특징으로 하는, 표면상에 윤활 마감재를 갖고 용적내에 황산바륨 입자가 분산된 개선된 스판덱스.
4. 제 3항에 있어서, 황산바륨의 양이 스판덱스의 0.3 내지 5중량%이고, 표면조도 파라미터가 100 내지 200이며, 황산바륨 입자가 0 내지 4의 등전점을 갖는 것인 개선된 스판덱스.
5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 스판덱스가 10 내지 30Å의 평균 공극 크기 및 1 내지 5㎡/g의 BET 표면적을 갖는 것인 개선된 스판덱스.
6. 제 5항에 있어서, 스판덱스가 스판덱스 총량의 1 내지 5중량%의 이산화티탄 입자를 함유하고, 윤활 마감재가 스판덱스의 1 내지 6중량%의 폴리실록산인 개선된 스판덱스.
7. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 원통형 부재 상에 권취되어 저점착성의 실 공급 팩키지를 형성하는 개선된 스판덱스.
8. 적어도 1종의 첨가제가 0 내지 4의 등전점을 갖는 황산바륨인 것을 특징으로 하는, 유기 용매 중의 세그먼트화된 폴리우레탄 중합체의 용액을 첨가제와 혼합한 후 필라멘트로 건식 방사하는 개선된 스판덱스의 건식 방사 방법.