KR20000031765A - 폴리에스터 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스터 중합체 체인내에 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올을 0.01 ∼ 0.3중량부, 좋기로는 0.01 ∼ 0.1중량부 함유시켜 2,500 ∼ 6,000m/분, 좋기로는 3,200 ∼ 4,800m/분의 권취속도로 용융방사한후 연신하여 제조함을 특징으로 하는 폴리에스테르 섬유의 제조방법임.

본 발명은 우수한 강도 및 모듈러스와 염색성을 갖는 폴리에스터 섬유를 높은 생산성으로 제조할 수 있는 잇점이 있다.

Description

폴리에스터 섬유의 제조방법

본 발명은 물성과 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유를 높은 생산성으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

폴리에스터 섬유를 용융방사하여 제조함에 있어서 생산량 또는 생산성을 높이는 방법으로는 방사구금으로 부터 토출되는 폴리머의 토출량을 증대시키는 방법이 있다. 현재 수요가 증가하고 있는 세데니어 섬유의 경우 방사공정에서 동일 권취속도로 생산할 경우에 태데니어 섬유와 비교하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있지만, 토출량을 증대시키는 방법을 적용하면 생산성의 저하를 방지할 수 있어서 생산비를 절감할 수 있다. 그러나 토출량을 증대시키면서 원사의 데니어를 동일하게 하려면 권취속도를 증가시켜야 하는바, 이렇게 하는 경우에는 미연신사의 잔류신도가 감소하여 후공정인 연신 또는 가연공정의 연신비가 자연적으로 감소하게 된다.

그결과 토출량 및 권취속도를 증가시켜도 생산성의 증대를 가져올 수 없게 된다.

폴리에스터 섬유는 권취속도에 따라 물성이 변하게 된다. 즉 권취속도가 증가하면 배향 및 결정화가 진행되어서 신도, 강도, 수축율등의 물리적 물성이 변화된다. 그러므로 생산성의 증대를 위해서는 이러한 권취속도의 증가에 따른 물성의 변화를 억제해야만 한다.

이와같은 물성변화의 억제방법으로는 폴리에스터 중합시 분지제를 첨가하여 공중합하고 이것을 용융방사하는 방법이 알려져있다. 대표적인 분지제인 펜타에리스티톨을 테레프탈산이나 디메틸 테레프탈레이트에 450ppm보다 적게 넣으면 모듈러스 및 강도등의 물성을 향상시킬 수 있고 동시에 생산성을 증가시킬 수 있다는 것이 맥린(Maclean)등의 미국특허 제 4,113,704호에 알려져있다. 그리고 다른 분지제로 트리머산 계통의 분지제를 테레프탈산이나 디메틸 테레프탈리레이트에 대해 4 ∼ 6meq를 넣으면 가연시 사절증가없이 벌키성과 염색성을 향상시킬 수 있다는 사실이 리즈(Reese)등의 미국 특허 제 5,034,174 호에 알려져있다.

그러나 이렇게 분지제를 첨가하여 공중합할 경우에 생산량은 증가되지만 분지제의 양이 증가함에 따라서 물성의 저하가 나타나는 문제점이 있으며 또 중합공정시 공정관리를 엄밀하게 해야만하는 단점이 있다.

본 발명은 펜타에리스리톨 및 트리머산 등의 기존 분지제 첨가에 따르는 문제점을 해결한 것으로서 우수한 물성, 즉 강도, 모듈러스 및 열수축성과 함께 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유를 높은 생산성으로 제조할 수 있는 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌 글리콜을 사용하여 폴리에스터를 중합할 때 첨가제로 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올을 첨가하여 폴리에스터 공중합물을 제조한다.

이때 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올의 함량은 0.01 ∼ 0.3중량%, 좋기로는 0.01 ∼ 0.1중량%이다. 상기 공중합물을 2,500 ∼ 6,000m/분, 좋기로는 3,200 ∼ 4,800m/분의 권취속도로 용융방사하여 반연신사를 만들고 이를 바람직한 원사의 물성(강도, 모듈러스)을 발현하기에 충분한 연신비와 온도로 연신 또는 가연하여 폴리에스터사를 제조한다.

본 발명에서 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올을 0.01중량%미만으로 첨가할 경우는 생산성의 향상을 얻을 수 없으며, 0.3중량%를 초과하면 방사성의 급격한 저하 및 원사의 제물성(강도, 모듈러스 및 열수축성)이 급격히 감소하므로 바람직하지 않다.

본 발명에서 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올은 분지제로 작용하여 생산성을 향상시키며 강도, 모듈러스 및 열수축성을 향상시키는 작용을 하며 기존의 분지제에 비하여 우수한 생산성과 양호한 물성을 나타낸다. 본 발명에서 이소프탈산을 1몰% ∼ 5몰%을 첨가하면 양호한 제물성을 유지한채로 방사성을 더욱 향상시켜준다.

실시예 1 ∼ 4, 비교예 1 ∼ 2

폴리에스터 중합공정중 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올을 표 1 과 같이 변화시키면서 첨가하여 폴리에스터 공중합체를 제조한후 방사온도 290℃, 방사구금 직경 0.25mm(구멍수 36), 냉풍속도 0.3 ∼ 0.5m/초로 최종연신사의 섬도가 75데니어가 되도록 토출량을 조절하여 3,600m/분으로 방사한 뒤 가연하여 폴리에스터 연신사를 제조하였다.

그 결과를 표 1 에 나타내었다.

<측정방법>

염색성의 판정은 원사를 환편기로 20 ∼ 30cm가 되도록 편직한 시료를 사용하여 다음과 같이 판정하였다.

염색 : 분산염료 코우-네이비(S Type)를 염료농도 1% o.w.p로 만든후 분산제(VGT) 1g/L, pH 4.5 ∼ 5.5(초산), 액비 1 대 15로 조제한후 염색온도를 30℃에서 130℃까지 1℃/분로 균일하게 승온시킨 후 130℃에서 30분간 유지하였다.

염색성 평가 : 염색이 끝난 시료를 충분히 건조시킨 후 백색판을 넣어 육안으로 염색등급을 판정하였다. 일반적인 원사의 등급을 보통으로 판정하고, 이것과 상대적으로 비교하여 매우 우수한 경우, 우수한 경우, 불량한 경우로 나누어 단계적으로 평가하였다.

생산성 평가 : 첨가제를 사용하지 않은 기존의 폴리에스터 연신사의 생산성을 기준(100%)으로 하여 상대적인 값을 %로 평가하였다.

구 분	단위	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올의 함량	중량%	0.03	0.02	-	-
펜 타 에 리 스 리 톨	중량%	-	-	-	0.03
이 소 프 탈 산	몰%	2	-	-	1
최 종 연 신 사 물 성		실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
강 도	g/데니어	4.88	4.87	4.85	4.60
모 듈 러 스	g/데니어	3.44	3.42	3.40	3.48
파 단 신 도	%	33	32	31	32
건열수축율(150℃×30분)	%	7.9	7.8	81	7.8
방 사 성	-	◎	○	○	○
염 색 성	-	◎	◎	○	◎
생 산 성	%	130	130	100	115

(◎ : 매우우수, ○ : 우수, △ : 보통, × : 불량)

표 1 로 알 수 있는 바와같이 분지제로 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올을 첨가하여 폴리에스터 공중합체를 만들어 방사한 경우 원사의 물성, 방사성 및 염색성이 매우 우수하였으며 생산성도 증대되었다.

본 발명은 폴리에스터 중합체내에 신규한 분지제인 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올을 함유시킴으로서 강도, 모듈러스 및 건열수축율과 함께 염색성이 향상된 폴리에스터사를 우수한 생산성으로 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 폴리에스터 중합체 체인내에 2,2′­〔옥시비스（메틸렌）〕비스（2­하이드록시메틸）­1, 3­프로판디올을 0.01 ∼ 0.3중량부 함유시킨 폴리에스터 공중합체를 통상의 방법으로 방사한후 연신하여 제조함을 특징으로 하는 폴리에스터 섬유의 제조방법
2. 청구항 1에 있어서, 폴리에스터 중합체 체인내에 이소프탈산을 1몰% ∼ 5몰% 함유시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 섬유의 제조방법