KR20000016306A

KR20000016306A - 탄성 섬유

Info

Publication number: KR20000016306A
Application number: KR1019980709879A
Authority: KR
Inventors: 코르넬리스 빌헬무스 마리아 바스티아안센; 프란시스쿠스 빌헬무스 마리아 겔리센; 에드윈 뷜렘스; 코르넬리스 베르스루이스
Original assignee: 윌리암 로엘프 드 보에르; 디에스엠 엔.브이
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2000-03-25
Also published as: DE69709640D1; EP0906456B1; AU2916397A; WO1997045575A1; TW380171B; EP0906456A1; US6270896B1; NL1003240C2; JP2000511240A; ATE212076T1

Abstract

본 발명은 코폴리에스테르 에테르 또는 코폴리에스테르 에스테르를 함유하는 탄성 섬유에 관한 것으로서,

탄성 섬유 혼합물은 코폴리에스테르 에테르 또는 코폴리에스테르 에스테르 및 화학적으로 가교된 고무를 함유하고, 상기 섬유는 100% 스트레칭 후 많아도 9%의 영구 신장도 및 파손시 적어도 450%의 신장도를 가지며, 탄성 섬유의 제조방법은 코폴리에테르 에스테르 또는 코폴리에스테르 에스테르 및 고무의 혼합물을 섬유를 형성하기 위해 용융방사하는 것으로 구성되며, 상기 고무는 섬유가 형성되는 순간에 완전히 또는 거의 완전히 가교되는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성 섬유

본 발명은 코폴리에스테르 에테르 또는 코폴리에스테르 에스테르를 함유하는 탄성 섬유에 관한 것이다.

코폴리에테르 에스테르 및 코폴리에스테르 에스테르는 이하에 코폴리에스테르로 통합되어 언급될 것이다.

상기 코폴리에스테르 섬유는 1995년 9월 제 34 회 Internationale Chemiefasertagung Dornbirn Vieth의 논문 'Neues aus Forschung und Entwicklung'의 보고서 20-22에 공지되어 있다.

상기 공지된 섬유의 단점은 섬유의 스트레칭 후, 발생하는 높은 영구 신장도에 있어서 나타나는 낮은 탄성회복이다. 상기 공보에는 섬유가 그의 원래 길이의 100% 스트레칭된 후에 상기 신장으로부터의 회복은 90%이하라고 기술되어 있다. 그러므로 섬유의 길이는 그의 원래 길이의 적어도 10% 정도 영구적으로 늘어난다. 이는 실질적으로 얀 또는 섬유에 탄성특성을 부가하는 성분으로서 공지된 섬유의 용도를 제한한다. 상기 제한은 또한 상기 공보에 인정되어 있다. 같은 공보에 영구 신장도는 후-스트레칭에 의해 실제로 감소되는 반면에, 파손시 신장도는 실질적인 퇴화후 나타난다고 기술되어 있다.

코폴리에스테르 에테르 또는 코폴리에스테르 에스테르와 화학적으로 가교된 고무와의 혼합물을 함유하는 탄성 섬유를 발견하였다.

상기 섬유는 섬유가 100% 스트레칭 후 많아도 9%의 영구 신장도 및 적어도 450%의 파손시 신장도를 가진다. 실제로, 섬유는 100% 스트레칭 후 많아도 6%의 영구 신장도 및 적어도 500% 및 600%의 파손시 신장도를 나타내는 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 따라 섬유를 스트레칭 후, 섬유를 100% 스트레칭 후 실질적으로 보다 낮은 영구 신장도를 가지는 섬유가 얻어진다. 그러므로 본 발명은 또한 섬유를 100% 스트레칭 후, 많아도 5%, 많아도 3% 및 많아도 2%의 영구 신장도를 갖는 조성의 섬유에 관한 것이다.

그러므로 본 발명의 섬유는 파손시 높은 신장도와 함께 특히 높은 탄성회복정도를 갖는 것으로 밝혀졌다.

탄성 섬유의 많은 용도는 원래 길이의 100%보다 실질적으로 높은 신장도를 포함한다. 상기 높은 신장도에서도 본 발명의 섬유는 우수한 탄성회복을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 그의 원래길이의 200% 스트레칭할 때, 본 발명의 섬유는 많아도 15%의 영구 신장도를 나타내며, 대부분의 경우에 스트레칭 전 섬유의 길이의 많아도 10%, 5% 또는 2%를 나타낸다.

스트레칭 후의 영구 신장도(이하 '장력 세트(tension set)'라고 함)은 장력시험기의 턱안에서 주어진 길이의 섬유를 쥐고, 소망의 스트레치를 얻을때까지 200㎜/분의 속도로 턱을 따로 이동시켜 실온에서 측정한다. 상기 후 50㎜의 거리(l₀)에서 섬유상에 표시를 한다. 섬유는 그의 스트레치 상태에서 10초동안 유지되고, 그 후에 섬유상에 작용하는 장력이 제거되고, 섬유는 턱으로부터 떨어진다. 실온에서 상기 섬유를 1시간동안 이완시킨후, 장력 세트(%)는 스트레칭후 이완된 섬유상의 표시(l)와 원래 길이(l₀)사이의 거리차를 원개 길이(l₀)로 나누고, 100을 곱해 측정한다.

코폴리에테르 에스테르 및 코폴리에스테르 에스테르는 단단하고, 결정질의 상대적으로 고용융 폴리에스테르 세그먼트 및 유연하고 가용성의 상대적으로 저용융 폴리에테르 또는 폴리에스테르 세그먼트으로부터 제조된 분할된 블록 공중합체이다. 본 발명의 섬유에 적당한 단단한 폴리에스테르 세그먼트는 예를 들어 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 예를 들어 폴리(부틸렌-나프탈렌 디카르복시산), 폴리(시클로헥산디카르복시산-시클로헥산메탄올) 및 바람직하게 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트-2,6-나프탈레이트이다. 요구조건 세트에 따른 단단한 폴리에스테르 세그먼트의 다른 종류는 블록 공중합체로서 사용될 수 있을 뿐만 아니라 동시에 여러 종류가 사용될 수 있다. 단단한 결정질의 세그먼트에 적당한 폴리에스테르 단위는 예를 들어 산 및 글리콜에서 제조된다. 적당한 산은 예를 들어 테레프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복시산이다. 테레프탈산 및/또는 2,6-나프탈렌디카르복시산에 더해, 소량의 다른 디카르복시산, 예를 들어 이소프탈산, 또는 지방족 디카르복시산, 예를 들어 아디프산, 시클로헥산-1,4-디카르복시산 또는 디메르산이 첨가될 수 있다. 폴리에스테르 단위의 선택된 글리콜 성분은 예를 들어, 2 내지 12개의 탄소원자를 갖는 글리콜, 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 헥산디올 또는 데칸디올이다.

적당한 연질의 폴리에스테르 세그먼트는 예를 들어 폴리부틸렌 아디페이트 및 바람직하게 폴리테트라메틸아디페이트 및 폴리카프로락톤을 포함하는 지방족 폴리에스테르이다. 요구조건 세트에 따른 연질의 폴리에스테르 세그먼트의 다른 종류가 블록 공중합체에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다수의 종류가 동시에 사용될 수 있다. 적당한 폴리에테르 세그먼트는 예를 들어 폴리테트라메틸렌 옥시드, 폴리프로필렌 옥시드, 폴리에틸렌 옥시드를 포함하는 폴리알킬렌 옥시드이다. 요구조건 세트에 따른 폴리에테르의 다른 종류가 블록 공중합체에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다수의 종류가 코폴리에스테르에 동시에 사용될 수 있다. 매우 적당한 것은 폴리에스테르 세그먼트가 폴리알킬렌테레프탈레이트, 바람직하게 폴리부틸렌테레프탈레이트이고, 폴리에테르 세그먼트가 폴리알킬렌옥시드, 바람직하게 폴리테트라메틸렌옥시드인 코폴리에테르 에스테르이다.

어떤 경우에도 본 발명의 섬유에 적당한 코폴리에테르 에스테르는 처리온도, 특히 상당한 열분해가 중합체내에서 일어나는 온도이하의 녹는점을 가진다.

코폴리에스테르의 저용융 부분의 녹는점의 상한에 대해서는 특별한 제한이 없다. 보통 130℃ 또는 그 이하, 바람직하게 100℃ 또는 그 이하이다. 저용융 중합체 세그먼트의 중량평균분자량은 200 내지 10000 g/mol, 바람직하게 400 내지 6000 g/mol 사이이다.

코폴리에스테르의 고용융 결정질 세그먼트와 저용융 가용성 세그먼트사이의 %(wt) 비율은 95:5 내지 5:95 및 바람직하게 70:30 내지 30:70이다.

화학적으로 가교된 고무는 화학반응을 통해 불용성 및 불용융성 중합체로 형성되는 고무, 3차원 네트워크 구조를 형성하기 위해 상호결합되는 분자사슬을 의미한다. 상기 반응의 예는 Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 제2판, 제4권, 350페이지 이하 및 666페이지 이하를 참조한다.

본 발명의 섬유용으로 적당한 고무로는 아크릴고무, 부틸고무, 할로겐화 고무, 예를 들어 브롬화 및 염소화 이소부틸렌-이소프렌, (스티렌-)부타디엔 고무, 부타디엔-스티렌-비닐피리딘, 니트릴고무, 천연고무, 우레탄고무, 실리콘고무, 폴리설파이드 고무, 플루오로카본 고무, 에틸렌-프로필렌-(디엔-)고무(보통 EP(D)M 고무라고 함), 폴리이소프렌, 에피클로로히드린, 염소화 폴리에틸렌, 클로로프렌, 클로로설폰화 폴리에틸렌이 있다. 바람직하게 상기 섬유는 경제적으로 매력적이고, 통상 사용되는 아크릴고무, (스티렌-)부타디엔 고무, 부틸고무, 염소화 폴리에틸렌, 클로로프렌, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 에티클로로히드린, 에틸렌-프로필렌-(디엔-)고무, 니트릴고무, 천연고무, 폴리이소프렌 또는 실리콘 고무를 함유한다. EP(D)M 고무가 가장 적당하다. 섬유는 또한 화학적으로 가교된 적어도 하나인 다른 고무들의 혼합물을 함유한다.

섬유내 고무는 공지된 기술에 의해 가교되며, 가장 적당한 기술은 각 고무에 대해 선택된다. 가교는 보통 황, 과산화물, 금속산화물, (유기)실란 화합물, 에폭시수지, 퀴논 디옥심, 페놀수지, 알킬페놀 포름알데히드 수지, 디우레탄, 비스말레이미드 및 아민과 같은 가교제의 영향하에서 영향을 받는다. 예를 들어 할로겐화 부틸고무는 (브롬화)페놀 수지 및 우레탄 수지와 같은 수지를 사용하여 산화아연으로 가교될 수 있다. 상기 수지는 또한 EPDM 고무와 같은 적당한 가교제이다. 유기 과산화물 및 황도 또한 공지되어 있으며, 가교제로서 적당하다. 가교는 촉진제 및/또는 활성제의 존재하에서 선택적으로 영향을 받는다. 상기 혼합물은 열가소성 가황물인 것이 바람직하다. 그 자체로 공지되어 있고, 약어가 TPV인 열가소성 가황물은 코폴리에스테르의 존재하에서 고무의 정적 가황 또는 동적 가황 또는 가교에 의해 얻어진다. 동적 가황은 롤 밀, 밴버리 혼합기, 연속 혼합기, 혼련기 및 혼합 압출기와 같이 공지된 혼합장치안에서 일어날 수 있으며, 여기서 쌍나사 압출기가 바람직하다.

공지된 동적 가황기술은 Paper No.41 of the Meeting of the Rubber Division of the American Chemical Society, 1992, 11.4., in Nashvillem Tennessee, USA에 요약되어 있다.

가교제의 선택은 예를 들어 고무를 가교하는 그의 적당성으로 결정한다. 게다가 가교제는 코폴리에스테르상에 바람직하지 못한 영향을 주지 않는 것으로 선택되어야 한다. 당분야에 알려진 바람직하지 못한 영향은 예를 들어 코폴리에스테르의 분해, 탈색 또는 가교이다. 관련분야에 이미 알려지지 않은 경우, 당업자는 관찰되는 가교제 및 관찰되는 코폴리에스테르가 서로 호환되는지 간단한 실험을 통해 알 수 있다.

고무는 보통의 첨가제를 함유한다. 그의 예로는 경화제, 촉진제, 방염제, 활성제, 충진제, 확장제, 가소제, 다른 중합체, 색상 변형제, 산화방지제와 같은 분해방지제, 오존방지제, 양립제, 열 안정제 및 UV 안정제가 있다.

섬유내 고무의 수(중량부)를 선택하고 측정하는데 있어서, 그 안에 함유된 가교제를 갖는 첨가제를 제외한 고무로부터 시작한다.

그리고, 섬유는 외관, 가공능력 및 용도에 있어서의 특성상에 영향을 미칠 수 있는 물질을 함유하거나 또는 그 물질로 덮인다. 그의 예로는 매팅제, 광택제, 계면활성제, 염료, 색소 및 빛, UV 및 열 안정제가 잇다.

본 발명의 섬유, 또는 다섬유를 제조하는 각 필라멘트는 5-1000dtex, 바람직하게 10 내지 500dtex 및 더 바람직하게 20 내지 250dtex의 역가를 가진다. 파손시 신장도는 실제로 고무의 신장도와 같으며, 적어도 100%이고, 이미 언급된 바와 같이 장력 세트에 따라 적어도 400% 또는 적어도 500%이다.

섬유는 특히 섬유 원료, 직물 및 편물에 탄성 특성을 부여하기에 적당하다. 그의 예로는 수영복, 언더웨어, 운동복, 레저웨어, 스타킹, 타이츠, 양말, 옷 안의 탄성밴드, 기저귀 및 의료용 붕대가 있다.

본 발명의 섬유는 그 자체로 사용될 수 있지만, 또한 다른 섬유, 특히 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 무명으로 둘러쌀 수 있거나 그들 주위를 권사하거나 방사할 수 있고, 또는 섬유는 탄성 얀을 형성하기 위해 당 분야에 공지된 기술로 다른 섬유와 함께 처리될 수 있다.

이미 언급된 바와 같이 '섬유'는 테이프 또는 필름을 포함하기 위해 취해져야 하며, 통상 목적물은 적어도 한 방향으로 많아도 1000㎛, 바람직하게 많아도 500㎛, 더 바람직하게 많아도 250㎛ 및 가장 바람직하게 많아도 100 또는 50㎛이다. 섬유가 다섬유라면, 섬유 또는 필라멘트의 단면은 원형, 타원형 또는 다갈래 잎모양, 예를 들어 세갈래-잎모양이다. 상기 형태의 예는 Introductory Textile Science, 제5판, by Marjory L. Joseph, published by Kolt, Rinehart and Winston Inc., 40페이지에 나타나 있다.

본 발명은 또한 코폴리에스테르와 고무의 혼합물을 용융방사하는 것으로 구성된 상기 탄성 섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 섬유가 형성되는 순간 상기 고무가 완전히 또는 거의 완전히 가교된다.

본 발명의 방법으로는 파손시 높은 신장도와 함께 매우 우수한 탄성회복을 나타내는 탄성 섬유를 제조할 수 있다. 원래길이를 100% 스트레칭 후 많아도 10% 및 많아도 5%의 장력 세트 및 파손시 적어도 500% 및 적어도 600%의 신장도를 갖는 섬유를 제조할 수 있다는 것이 입증되었다. 그리고 본 발명에 따른 방법으로 얻어진 섬유를 스트레칭함으로써 원래 길이를 100% 스트레칭 후 많아도 5%, 3% 또는 2%의 장력세트를 갖는 섬유가 얻어진다.

상기 방법의 다른 잇점은 높은 방사속도가 가능한 덕분에 높은 제조속도가 얻어질 수 있다는 점이다. 그리고, 고무-함유 물질을 처리하는 통상의 방법에서, 고무의 가교는 소망의 형태로 주어질때까지 영향을 받지 않는다. 이는 여분의, 그리고 자주 시간을 소비하는 처리단계를 포함한다. 본 발명에 따른 방법에서, 이미 가교된 고무로부터 시작하면, 방사된 섬유를 가교하는 시간을 소비할 필요가 없어진다.

사용되는 코폴리에스테르에 의존하여 요구되는 방사온도 150-350℃에서 상기 혼합물의 동적 점도는 0.1 내지 200/s의 전단율에서 각각 1,000,000 내지 1000Pa.s이기 때문에, 완전히 또는 거의 완전히 가교된 고무를 함유하는 혼합물의 높은 방사속도에서 우수한 방사능력은 그 자체로 놀라운 것이다. 텍스트북 Plastic Extrusion Technology, de. Friehelm Hensen, Hansen Publishers, Munich, 566페이지에 따라, 방사가능한 혼합물의 점성도에 대한 통상의 값은 수용가능한 방사속도가 얻어진다면, 80 내지 300Pa.s의 범위내에 있다. 높은 점도를 고려할 때, 당업자는 최상의 얻을 수 있는 방사속도를 10m/분으로 기대하였다. 그러나 본 발명의 방법에서는 100 및 500 내지 1000m/분 및 1200m/분 이상의 더 높은 방사속도를 얻을 수 있다는 것을 알았다. 혼합물의 방사행동에 의해서가 아니라 방사장비의 제한된 능력에 의해서만 강제가 부가된다는 것을 알았다.

본 발명의 방법의 다른 잇점은 가느다란 섬유가 간단한 방법으로 제조될 수 있다는 점이다. 그러므로 10 및 5dtex의 역가를 갖는 섬유가 제조될 수 있다. 일반적으로 및 또한 본 발명에 따른 방법에서, 보다 굵은 섬유의 제조는 가는 섬유의 방사보다 적은 문제를 수반한다. 25, 50, 100 또는 250dtex 이하의 보다 가는 섬유는 큰 방적돌기 구멍을 이용하여 쉽게 제조될 수 있다. 500, 1000 또는 그 이상의 dtex까지의 더 굵은 섬유는 또한 가능하지만, 상기 두께로는 실 또는 테이프로 언급되는 편이 더 낫다. 상기 두께에서도 개시혼합물의 우수한 방사능력은 상기 방법의 잇점을 제공할 수 있는 반면에, 바람직한 물질특성이 제조된 제품내에 존재한다. 섬유의 두께는 방사동안 또는 방사후에 섬유를 스트레칭함으로써 줄어들 수 있다. 스트레칭은 0℃ 내지 거의 코폴리에스테르의 용융온도의 온도범위에서 영향을 받을 수 있지만, 코폴리에스테르의 용융온도-3℃ 이상의 온도는 바람직하지 않다. 코폴리에스테르의 녹는점은 주로 경질의 세그먼트에 의해 측정되며, DSC와 같이 표준기술을 사용하여 알아낼 수 있다. 스트레칭후, 섬유는 그것을 바람직하게 장력없이 어느 정도의 시간길이에 대한 특정온도에 노출시켜 이완시키는 것이 바람직하다. 그리고나서 섬유는 수축될 것이며, 그래서 스트레칭에 의한 신장도는 부분적으로 다시 제거된다. 길이가 더 상당히 감소되지 않을 때, 이완이 완수된 것으로 간주된다. 이완온도 또한 바람직하게 0℃ 내지 코폴리에스테르의 용융온도 사이이며, 스트레칭 온도와 같거나 다르도록 선택될 수 있다. 섬유를 이완시키기 위해 선택된 시간은 이완온도가 더 높아짐에 따라 더 짧아진다.

본 발명의 방법에서, 섬유가 형성됨과 동시에 완전히 또는 거의 완전히 가교된 고무 및 코폴리에스테르의 혼합물이 방사된다. 상기 혼합물은 코폴리에스테르의 90-10 중량부에 대해 고무 10-90 중량부 및 코폴리에스테르 70-25 중량부에 대해 고무 30-75 중량부를 함유한다. 가장 바람직하게 상기 혼합물은 코폴리에스테르 45-30 중량부에 대해 고무 55-70 중량부를 함유한다. 고무함량을 측정할 때, 고무는 가교시스템을 포함하면서 그 안에 함유된 첨가제는 배제하는 것으로 간주한다.

적당하고 바람직한 고무 및 코폴리에스테르는 본 발명의 탄성 섬유에 대해 적당하고 바람직한 것으로서 앞서 기술되어 있다. 통상의 공지된 첨가제는 또한 방사되는 혼합물에 첨가된다.

상기 방법은 요구되는 특징을 가지는 혼합물을 사용하여 실시될 수 있다. 가공처리시점에서, 상기 혼합물은 단일 연속공정작업으로 제조되고, 방사되는 것이 유리하다. 코폴리에스테르와 가교된 고무의 혼합물은 가교제의 존재하에서, 가교되지 않은 고무와 코폴리에스테르의 혼합물에서 제조되는 것이 바람직하다. 코폴리에스테르와 혼합되기 전에 이미 약간 가교된 고무는 사용가능하다. 그러나 그 점에서 필수적으로 고무는 여전히 열가소성으로 행동하는 정도로 가교되지 않아야 하며, 용융물내에서 코폴리에스테르와 혼화되어야 한다.

상기 혼합물을 제조하기 위한 적당한 방법은 앞서 기술되었다. 바람직하게 상기 혼합물은 상기 기술된 바와 같이 동적 가황에 의해 제조된 TPV이다. 일반적으로 상기 적용되는 혼합 및 혼련은 고무가 완전히 또는 거의 완전히 가교될때까지 계속된다. 상기는 보통의 방법, 즉 상기와 같이 그리고 코폴리에스테르의 존재하에서 동적이지 않게 가황된 고무와 보통 연관되어 있는 상기 탄성 특성을 갖기에 충분히 가교된 것을 의미한다. 가교가 진행되는 정도는 고무용 용매를 사용하여 동적가황된 혼합물로부터 높은 온도에서 추출될 수 있는 고무 프랙션에 의해 특징화될 수 있다. 바람직하게 상기 프랙션은 혼합물내 고무의 양을 언급하여 많아도 40%(wt), 더 바람직하게 많아도 25%(wt) 또는 심지어 많아도 10%(wt) 및 가장 바람직하게 많아도 5%(wt)이다. 장력 세트는 추출가능한 프랙션이 감소함에 따라 감소한다. 추출가능한 고무 프랙션의 측정은 당 분야에 그 자체로 공지된 기술이다. 사용된 용매는 문제의 고무에 양호한 것으로 알려진 용매이다. 일반적으로 예를 들어 끓는 크실렌이 EP(D)M내 추출가능한 프랙션을 측정하는데 사용된다.

가교작업의 일부는 또한 방사단계동안 일어난다. 상기 방사단계에서, 상기 혼합물이 재용융되고, 균질화되고, 방사헤드에 운반되어 거기에서 섬유의 실제 형성이 일어난다. 대개 상기 작업은 높은 온도 및 전단 변형력의 발휘, 즉 동적가황에 도움이 되는 조건하에서 일어난다.

상기와 같이 전반적으로 또는 가능하게 부분적으로만 가교된 혼합물은 방사기구에 주입된다. 그후, 혼합시스템은 방사기구에 통합되고, 이 경우 고무와 코폴리에스테르가 고무의 동시가교와 함께 혼합되는 압출기로 구성되어 있다. 상기 혼합물은 상기 공정에서 코폴리에스테르의 녹는점보다 높은 온도로 가열되어 용융가공가능하게 된다. 그후, 상기 혼합물은 상기 형태로 압출기를 폐쇄하는 방적돌기에 공급되며, 방적돌기는 소망의 형태와 크기의 방사구를 소망하는 양으로 가진다. 용융된 혼합물은 또한 방사펌프에 공급되며, 그로부터 방적돌기에 공급된다. 상기 경우에, 섬유의 실제형성은 방적돌기내에서 일어난다. 상기 위치에서, 상기 혼합물은 용융가공가능한 형태로 존재하며, 고무는 완전히 또는 거의 완전히 가교된다.

소망한다면, 상기 혼합물의 제조 및 방사는 각각의 시간 및 장소에서 일어난다. 완전히 가교되거나 가교되지 않은 상기 혼합물은 선택적으로 냉각후 크기가 감소하며, 얻어진 과립 또는 원래의 덩어리는 이후에 및/또는 다른 경우에 방사기구에 공급되며, 그곳에서 고무는 필요하다면 더 가교되고, 가교된 고무와 함께 혼합물은 재용융되고, 용융물로서 방적돌기에 공급된다.

사용되는 방사기구는 고무의 동시가교와 함께 또는 동시가교없이 혼합물을 선택적으로 제조할 수 있는 공지된 기구이지만, 어떤 경우에는 상기 혼합물을 용융하고, 소망의 형태 및 크기의 구멍을 갖는 방적돌기를 통해 소망의 속도로 용융된 혼합물을 촉성시킬 수 있다. 필요하다면, 또한 방사기구내에서 이루어지는 고무의 완전한 또는 부분적인 가교에 요구되는 조건에서 가능할 수 있어야 한다.

섬유는 비활성기체 또는 액체가 존재하는 공기 또는 공간내에서 방사된다. 사용되는 혼합물에 따라, 기체, 공기 또는 액체는 주위온도 또는 높은 온도, 후에 바람직하게 코폴리에스테르의 녹는점에서 유지된다. 섬유는 또한 방사헤드를 떠난후 즉시 증기대기에 노출된다. 대부분의 경우에, 공기, 기체 또는 증기를 통해 특정경로를 거친후 방사섬유는 소망한다면 보다 급속한 냉동을 더 하기 위해 액체 배쓰, 특히 물 배쓰를 통과한다. 그러므로 섬유는 차가와지고, 안정한 형태를 얻게 되며, 보빈상에 감긴다. 섬유는 방사될 수 있으며, 단일필라멘트 뿐만 아니라 다중필라멘트로서 보빈상에 감길 수 있다. 섬유는 전반적으로 또는 부분적으로 용융된 조건하에 있을 때, 방사동안 또는 방사후 바로 드로오-다운(draw-down) 작업에 들어간다. 상기 방법에서, 낮은 역가를 갖는 섬유가 얻어질 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 섬유는 또한 분리단계후 바로 또는 분리단계에서 보다 낮은 역가로 늘어날 수 있으며, 이는 또한 장력 세트를 향상시킬 것이다.

섬유는 열처리, 수축, 권축 및 염색과 같이 섬유에 보통인 다른 후처리에 적용한다. 또한 예를 들어 폴리아미드, 무명 및 폴리에스테르의 다른 섬유 또는 얀은 섬유주위를 방사하며, 또는 섬유는 다른 섬유 또는 얀과 공방사되며, 또는 짜여지거나 엮어진다.

본 발명은 하기의 실시예에 의해 한정되지 않으면서 설명될 것이다.

섬유는 1.2cc의 방사 펌프를 구비한 푸르네(Fourne) 스핀테스터 또는 길이(L)가 20㎜이고, 직경(D)이 0.5㎜(L/D=40)인 방적돌기, 직경이 12㎜인 배럴 및 속도가 0.2㎜/s인 플런저를 구비한 고트페르트(Gottfert) 점도계 1500으로 방사하였다(특별하게 달리 언급을 안한다면).

섬유의 기계적 특징은 5㎝ 떨어진 손잡이를 구비한 즈윅(Zwick) 1435 장력시험기를 사용하여 20㎝/분의 시험속도에서 시험하였다.

실시예 Ⅰ

다음 물질들을 하아케(Haake) 50cc 밴버리(Banbury) 혼련기에 연속해서 공급하였다:

t=0에, EPDM(켈탄(Keltan)(상표명) 778) 23.8g;

t=1분에, 코폴리에테르 에스테르(아르니텔(Arnitel)(상표명) EM400) 17.5g, 색소(크로노스(Kronos)(상표명) 2210) 2.82g, 안정화제로서 이르가녹스(Irganox)(상표명) 1098 0.18g; 및

t=4분에, 페놀수지(쉐넥테디(Schenectedy(상표명) SP1045) 2.7g.

실험개시시, 온도 및 혼련기 속도는 각각 225℃ 및 100RPM에서 설정하였다. 8분후, 얻은 혼합물(TPV)을 배출시키고, 실온으로 냉각시켰다. 혼합물의 일부는 용융방사에 의해 단일필라멘트 탄성 섬유를 제조하는데 사용하였다. 상기 방법에서 고트페르트 점도계를 사용하였다.

방사된 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 1430dtex

장력강도 1.7cN/tex

파손시 신장도 920%

50% 인장후 장력 세트 2%

100% 인장후 장력 세트 6%

200% 인장후 장력 세트 16%

300% 인장후 장력 세트 30%

유사한 섬유는 20℃에서 9×(800%)그의 원래길이로 뽑아졌다. 섬유의 특성은 섬유를 24시간동안 이완시킨후 다시 측정하였다(20±2℃, 65±5% 상대습도). 늘어난 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 660dtex

장력강도 3.1cN/tex

파손시 신장도 410%

50% 인장후 장력 세트 0%

100% 인장후 장력 세트 1%

200% 인장후 장력 세트 4%

300% 인장후 장력 세트 8%

실시예 Ⅱ

실시예 Ⅰ의 혼합물은 다중필라멘트 탄성 섬유를 제조하는데 사용하였다. 사용되는 고트페르트 점도계는 다중필라멘트 방적돌기(4×100㎛, L/D=2)가 구비되어 있다.

방사된 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 388dtex(필라멘트당 97dtex)

장력강도 1.6cN/tex

파손시 신장도 620%

50% 인장후 장력 세트 2%

100% 인장후 장력 세트 7%

200% 인장후 장력 세트 17%

300% 인장후 장력 세트 32%

유사한 섬유는 20℃에서 5×(400%)그의 원래길이로 뽑아졌다. 섬유의 특성은 섬유를 24시간동안 이완시킨후 다시 측정하였다(20±2℃, 65±5% 상대습도). 스트레칭된 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 280dtex(필라멘트당 70dtex)

장력강도 2.9cN/tex

파손시 신장도 360%

50% 인장후 장력 세트 0%

100% 인장후 장력 세트 1%

200% 인장후 장력 세트 5%

300% 인장후 장력 세트 9%

실시예 Ⅲ

t=0에, NBR 고무(니신(Nysyn)(상표명) 405) 24.0g;

t=1분에, 코폴리에테르 에스테르(아르니텔(Arnitel)(상표명) EM400) 18.8g, 안정화제로서 이르가녹스(Irganox)(상표명) 1098 0.19g; 및

t=4분에, 페놀수지(쉐넥테디(Schenectedy(상표명) SP1045) 4.23g.

방사된 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 1510dtex

장력강도 2.5cN/tex

파손시 신장도 680%

50% 인장후 장력 세트 2%

100% 인장후 장력 세트 5%

200% 인장후 장력 세트 13%

300% 인장후 장력 세트 26%

유사한 섬유는 20℃에서 6×(500%)그의 원래길이로 뽑아졌다. 섬유의 특성은 섬유를 24시간동안 이완시킨후 다시 측정하였다(20±2℃, 65±5% 상대습도). 늘어난 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 845dtex

장력강도 4.3cN/tex

파손시 신장도 380%

50% 인장후 장력 세트 0%

100% 인장후 장력 세트 0%

200% 인장후 장력 세트 3%

300% 인장후 장력 세트 7%

실시예 Ⅳ

다음 물질들을 파렐(Farrel) 3500cc 혼련기에 연속해서 공급하였다:

t=0에, EPDM(켈탄(Keltan)(상표명) 714) 1377g 및 코폴리에테르 에스테르(아르니텔(Arnitel)(상표명) EM400) 1080g; 및

t=4분에, 페놀수지(쉐넥테디(Schenectedy(상표명) SP1045) 243g.

실험개시시, 혼련기 온도는 180℃로 설정하고, 혼련하는 동안 235℃로 올라갔으며, 혼련기의 속도를 조절하여(90 내지 160RPM) 혼련하는 동안 그 수준에서 유지하였다. 8분후, 혼합물을 배출시키고, 입자화하고, 실시되는 방사실험동안 건조시켰다. 혼합물로부터 다중필라멘트 탄성 섬유는 용융방사에 의해 제조하였다. 상기 방법에서 고트페르트 점도계를 사용하였다 용융방사는 다음의 조건하에서 실시되었다:

용융온도 :240℃

투입량 :18g/분

방사 블록 방적돌기 :12*0.25㎜

L/D :2

감는 속도 :120m/분

방사된 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 1510dtex(필라멘트당 125dtex)

장력강도 2.1cN/tex

파손시 신장도 630%

50% 인장후 장력 세트 2%

100% 인장후 장력 세트 5%

200% 인장후 장력 세트 14%

300% 인장후 장력 세트 28%

유사한 섬유는 20℃에서 6×(400%)그의 원래길이로 뽑아졌다. 섬유의 특성은 섬유를 24시간동안 이완시킨후 다시 측정하였다(20±2℃, 65±5% 상대습도). 늘어난 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 912dtex(필라멘트당 76dtex)

장력강도 3.2cN/tex

파손시 신장도 380%

50% 인장후 장력 세트 0%

100% 인장후 장력 세트 1%

200% 인장후 장력 세트 5%

300% 인장후 장력 세트 9%

실시예 Ⅴ

ZSK 30/42D 쌍나사 압출기를 사용하여 하기의 조성을 갖는 동적으로 가황된 혼합물(TPV)을 제조하였다:

코폴리에테르 에스테르(아르니텔(Arnitel)(상표명) EM400) 37.4%

고무(EPDM켈탄(Keltan)(상표명) 714) 50.0%

페놀수지(쉐넥테디(Schenectedy(상표명) SP1045) 6.5%

색소(크로노스(Kronos)(상표명) 2210) 5.5%

안정화제(이르가녹스(Irganox)(상표명) 1098) 0.6%

다음의 조건 및 세팅을 발견하였다: 투입량 4㎏/시, 주거시간 3.5분, 압출기 헤드 용융온도 280℃, 속도 150RPM. 페놀수지외의 모든 성분은 압출기가 시작할때 계량되었다. 성분을 용융하고 혼합한후, 페노수지를 사이드 주입기를 통해 아세톤내 50%(wt) 용액형태로 계량하였다. 방사실험이 실시되는 동안 얻은 동적가황된 혼합물(TPV)은 입자화시키고, 건조시켰다. 상기 페놀수지 첨가방법은 매우 균질한 구조를 갖는 TPV를 얻는다는 것을 알았고, 방사되고, 매우 높은 속도에서 감길 수 있었다.

혼합물로부터 단일필라멘트 탄성 섬유는 용융방사에 의해 제조하였다. 상기 방법에서 푸르네 스핀테스터를 사용하였다. 용융방사는 하기의 조건하에서 실시하였다:

용융온도 :239℃

투입량 :18g/분

방사 블록 방적돌기 :1*0.50㎜

L/D :2

감는 속도 :1100m/분

방사된 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 109dtex

장력강도 2.3cN/tex

파손시 신장도 510%

50% 인장후 장력 세트 1%

100% 인장후 장력 세트 5%

200% 인장후 장력 세트 14%

300% 인장후 장력 세트 28%

유사한 섬유는 20℃에서 5×(400%)그의 원래길이로 뽑아졌다. 섬유의 특성은 섬유를 24시간동안 이완시킨후 다시 측정하였다(20±2℃, 65±5% 상대습도). 늘어난 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 73dtex

장력강도 3.2cN/tex

파손시 신장도 325%

50% 인장후 장력 세트 0%

100% 인장후 장력 세트 1%

200% 인장후 장력 세트 4%

300% 인장후 장력 세트 8%

비교 실시예 A

비교목적을 위해, 섬유는 코폴리에테르 에스테르(아르니텔(Arnitel)(상표명) EM400)에서 제조하였다. 상기 제조방법에는 고트페르트 점도계를 사용하였다. 방사된 섬유는 하기의 특성을 가졌다:

역가 813dtex

장력강도 3.7cN/tex

파손시 신장도 575%

50% 인장후 장력 세트 8%

100% 인장후 장력 세트 18%

200% 인장후 장력 세트 40%

300% 인장후 장력 세트 75%

역가 395dtex

장력강도 6.3cN/tex

파손시 신장도 290%

50% 인장후 장력 세트 3%

100% 인장후 장력 세트 7%

200% 인장후 장력 세트 18%

300% 인장후 장력 세트 파손

Claims

섬유가 코폴리에스테르 에테르 또는 코폴리에스테르 에스테르 및 화학적으로 가교된 고무의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 코폴리에스테르 에테르 또는 코폴리에스테르 에스테르를 포함하는 탄성 섬유.
제 1 항에 있어서,

100% 스트레칭 후, 많아도 9%의 영구 신장도 및 파손시 적어도 450%의 신장도를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 섬유.
제 2 항에 있어서,

100% 스트레칭 후, 많아도 6%의 영구 신장도 및 파손시 적어도 500%의 신장도를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 섬유.
100% 스트레칭 후 많아도 5%의 영구 신장도를 갖는 것을 특징으로 하는 코폴리에스테르 에테르 또는 코폴리에스테르 에스테르 및 화학적으로 가교된 고무를 함유하는 혼합물의 탄성 섬유.
제 4 항에 있어서,

100% 스트레칭 후 많아도 5%의 영구 신장도를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 섬유.
제 5 항에 있어서,

100% 스트레칭 후 많아도 2%의 영구 신장도를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 섬유.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고무는 EP(D)M 고무인 것을 특징으로 하는 탄성 섬유.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 혼합물은 열가소성 가황물인 것을 특징으로 하는 탄성 섬유.
제 8 항에 있어서,

상기 혼합물은 동적으로 가황된 열가소성 가황물인 것을 특징으로 하는 탄성 섬유.
섬유가 형성됨과 동시에 고무는 완전히 또는 거의 완전히 가교되는 것을 특징으로 하는 코폴리에테르 에스테르 또는 코폴리에스테르 에스테르의 혼합물 및 섬유를 형성하기 위한 고무를 용융방사하는 것으로 구성된 탄성 섬유의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

혼합물내 고무는 EP(D)M 고무인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

코폴리에스테르는 에스테르 성분이 폴리부틸렌테레프탈레이트이고, 에테르 성분이 폴리테트라메틸렌옥시드인 코폴리에테르 에스테르인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 혼합물은 열가소성 가황물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 13 항에 있어서,

상기 혼합물은 동적가황된 열가소성 가황물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 섬유는 방사후 스트레칭되는 것을 특징으로 하는 제조방법.