KR20010020435A - 용액-염색 나일론 섬유 - Google Patents

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Abstract

1종 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 화합물의 존재하에서 아미드 단량체를 중합하여 된 폴리아미드를 용융시키고; 용융된 폴리아미드를 착색시키고; 착색된 폴리아미드를, AATCC 시험 방법 16-1993 "빛에 대한 염색 견뢰도", 옵션 E에 따라 크세논 아크 방사선에 2125kJ로 노출시킨 후에 약 40% 이상 보유된 강성력을 갖는 섬유로 방사시킴으로써, 안정화된 용액-염색 섬유가 제조된다. 구리 안정화제는 불필요하다.

Description

용액-염색 나일론 섬유 {SOLUTION-DYED NYLON FIBERS}
본 발명은 열가소성 중합체로부터의 섬유의 방사에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 용융 상태로 착색된, 즉, 용액-염색된 열가소성 섬유의 방사에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 특정 용어들은 그들 자체가 뜻하는 의미를 갖는다.
"착색제"란 기질에 색을 부여하기 위해 첨가하는 화합물을 의미한다. 착색제의 예로는 안료 또는 염료, 또는 안료, 염료 등의 혼합물을 들 수 있다.
"방사 효율"이란 총 조업 시간에 대해 권사기가 실을 모으는 시간("가동 시간")의 백분율, 즉 (가동 시간/총 시간)×100을 의미한다.
"용액-염색"이란 섬유-형성 재료를 방사노즐 모세관을 통해 섬유로 압출하기 전에 재료에 색을 부여하는 것을 의미한다.
처리되지 않은 나일론 섬유는 특정 용도에 있어서 내광성이 충분치 않다고 알려져 있다. 이러한 나일론 섬유는 노광시에 섬유가 탈색되고(거나) 물리적 성질을 잃게 된다. 이러한 문제를 해소하기 위해서, 광 안정화제를 나일론 중합체에 혼입하여 왔다.
광 안정화제는 몇가지 종류가 있다. 첨가제로서, 유기 안정화제 (예. 입체 장애된 페놀)는 값이 비싸고, 효과가 제한적이다.
무기 염은 일반적으로 저렴하고, 유기 안정화제에 비해 더욱 효과적이지만, 다른 여러 문제점들을 갖고 있다. 예를 들면, 구리 화합물은 유기 안정화제에 비해 저렴하지만, 방사 공정 중에 구리 이온 일부가 원소 구리로 환원되기 때문에 파이프, 방사 팩(spin pack), 압출기 및 기타 장치에 구리 침착물을 형성한다. 이러한 현상은 데이비스(Davis)의 미국 특허 제3,929,725호 및 토멕(Tomek)의 미국 특허 제3,947,424호에 기재되어 있다. 구리 침착물은 방사를 곤란하게 하고 장치 유지 비용을 상당히 증가시킨다. 또한, 구리 침착물의 제거로 인해 환경적으로 좋지못한 폐수가 발생된다.
안정화제의 한 종류가 "입체 장애된(hindered) 아민 광 안정화제" 즉, 약어 "HALS"로 공지되어 있다. HALS 안정화제 첨가제는 저분자량의 단량체 첨가제의 형태로서 중합 후에 중합체에 첨가될 수도 있고, 또는 중합체 주쇄에 혼입될 수도 있다. 이러한 안정화제는 통상적으로 구리계 안정화제에 비해 고가이고 효과도 낮다. 또한, HALS 유형 화합물의 존재하에서 아미드 단량체를 중합하는 경우 중합체 자체가 변형된다. 이는 국제 특허 출원 공개 제95/28443호에 기재되어 있다.
용액-염색 나일론 섬유도 공지되어 있다. 예를 들면, 용액-염색 나일론 섬유는 버론(Burlone)의 미국 특허 제4,374,641호에 기재되어 있다. 광 안정성의 문제는 용액-염색에 의해 복잡하게 된다. 실제로 일부 착색제는 호스트 폴리아미드의 분해를 가속화한다. 첨가제를 안정화시키지 않으면, 섬유가 빛에 노출될때 허용될 수 없을 정도로 강도를 잃게되거나 착색제가 그의 본래의 색을 유지할 수 없게 된다. 적절한 안정화제의 선택은 상당히 까다롭다. 예를 들면, 어떤 안료는 HALS 안정화제와는 상용될 수 없다고 알려져 있다. (문헌 [W. Herbst 및 K. Hunger, "Industrial Organic Pigments" Verlagsgesellschaft mbH, 독일연방공화국, 1993, pp.467-475] 참조).
국제 특허 출원 공개 제95/28443호에 TiO2및 가능한 다른 착색제의 첨가가 기재되어 있으나, 이들은 중합 단계 중에 첨가된다. 용액-염색 실의 팰릿 제조에서, 중합시에 이미 착색된 (무광 가공되지 않은) 중합체를 사용하는 것은 비실용적이다. 중합체의 색이 넓은 범위의 색을 만들 수 있는 섬유 방사기의 능력을 방해한다는 것이 명백하다.
또한, 어떤 착색제 또는 착색제 종류는 방사를 어렵게하고, 방사 공정 동안에 작업자가 쉴 수 없도록 만드는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 재료로 착색된 용액-염색 섬유의 방사 효율을 개선하는 방법이 요망된다.
따라서, 폴리아미드 및 착색제에 대해 안정화된 용액-염색 나일론 섬유에서 다양한 색을 만들 수 있는 저렴한 방법이 여전히 요구되고 있다. 이러한 방법은 상기 기재된 어떠한 단점도 갖고 있지 않아야 한다.
본 발명의 목적은 광 안정화된 용액-염색 섬유의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래 곤란하였던 용액-염색 섬유의 방사에 대해 방사 효율을 향상시키는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 용융 방사 라인에 안정화제의 축적을 방지하거나 현저히 감소시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광 안정화된 용액-염색 섬유를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 환경적으로 바람직하고 효율적인 용액-염색 나일론 섬유의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들은 하나 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 하기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 입체 장애된 피페리딘 화합물의 존재하에서 아미드 단량체를 중합하여 된 폴리아미드를 용융시키고; 용융된 폴리아미드를 순수한 산화철 안료가 아닌 안료; 염료; 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 착색제로 착색시킴으로써 안정화된 용액-염색 섬유를 제조하는 방법에 의해 달성된다.
식 중, R1, R2, R3 및 R4는 수소가 아니고, 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기를 나타내며; R5, R6, R7 및 R8은 탄소수 20 이하의 임의의 알킬기 또는 수소를 나타낸다.
착색된 폴리아미드는 방사되어, AATCC 시험 방법 16-1993 "빛에 대한 염색 견뢰도", 옵션 E에 따라 크세논 아크 방사선에 2125kJ로 노광시켰을 때 약 40% 이상의 강성력을 보유하며, 비착화된 구리를 약 10ppm 이하로 함유하는 섬유로 되었다.
다른 측면에서 본 발명은 광 안정화된 용액-염색 나일론 섬유를 포함한다. 섬유는 1종 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 화합물의 존재하에서 아미드 단량체를 중합시켜 얻어지며, 비-백색 착색제가 호스트 중합체 전체에 분산되어 있는 폴리아미드 호스트 중합체이다. 이러한 섬유는 실질적으로 구리 화합물을 함유하지 않는다.
<화학식 1＞
식 중, R1, R2, R3 및 R4는 수소가 아니고, 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기를 나타내며; R5, R6, R7 및 R8은 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기 또는 수소를 나타낸다.
본 발명의 관련 목적 및 잇점은 이하 상세한 설명에 의해 당업자에게 명백해 질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따라 제조된 섬유를 크세논 광 노출시킨 후에 강성력의 보유 정도를 다른 섬유와 비교한 막대 도표이다.
도 2 는 본 발명에 따라 제조된 섬유를 크세논 광 노출시킨 후에 색 변화를 다른 섬유와 비교한 막대 도표이다.
본 발명의 원리를 이해하는 것을 돕기 위하여, 본 발명의 특정한 실시태양에 대한 설명을 이하에 기재하고 이를 설명하기 위해 특정한 표현을 사용하였다. 이러한 특정한 표현의 사용은 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니며, 이하 논의되는 본 발명의 원리에 대한 수정, 변경, 동등 및 기타 적용 역시 본 발명이 관련된 기술분야의 숙련가에게는 통상적인 것임을 이해해야 한다.
본 발명의 하나의 실시태양은 광 안정화된 용액-염색 섬유의 제조 방법이다. 나일론 분자내에 형성된 입체 장애된 아민 광 안정화제(HALS) 기능을 갖는 개질된 나일론을 사용한다. 그 결과 놀랍게도, 심지어 강하게 미리 분해시킨 안료의 존재하에서도 안정한 섬유 제품이 얻어졌다. 본 발명에서는 용액-염색 나일론 제조에 있어서 안정화제 첨가제에 대한 의존성이 상당히 감소되었다.
본 발명의 방법은 특정한 폴리아미드를 용융시키는 것을 포함한다. 용융된 폴리아미드는 착색제로 착색되어 섬유로 방사된다. 방사후에, 당업계에 공지되어 있는 통상적인 방법에 따라 섬유를 급냉시키고, 임의로 연신하고, 가공하고 권취한다.
이 방법에 의해 제조된 섬유는 폴리아미드 섬유에 대한 모든 통상적인 용도에서 유용하다. 이러한 용도에는 의류, 융단, 차실내장 등이 포함되며 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에서 사용되는 특정한 폴리아미드는 물, 1종 이상의 디카르복실산 연쇄 조절제 및 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 유도체의 존재하에서, 나일론 형성 단량체 또는 공단량체(예. 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 12, 나일론 6/12, 나일론 11 등과 같은 나일론을 제조하기 위해 사용되는 단량체 또는 공단량체), 바람직하게는 ε-카프로락탐을 가수분해적으로 중합함으로써 제조된다. 본 발명의 상세한 설명에서, 나일론 6 및 카프로락탐을 본 발명의 특정한 실시예로서 사용한다, 본 발명의 이러한 실시태양이 현재 바람직하긴 하지만, 이에 제한되는 것으로 생각해서는 안된다. 통상적인 나일론은 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 공중합가능한 입체 장애된 아민 (피페리딘) 화합물의 존재하에서 ε-카프로락탐을 중합함으로써 제조할 수 있다
<화학식 1＞
식 중, R1, R2, R3 및 R4는 수소가 아니고, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸 등과 같은 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기를 나타내며; R5, R6, R7 및 R8은 탄소수 20 이하의 임의의 알킬기 또는 수소를 나타낸다.
R1 내지 R8은 모두 동일하거나 상이하거나. 또는 그들의 조합일 수도 있다. 알킬기는 치환된 알킬기일 수도 있다. 그러한 치환은 "알킬"의 범위내에 포함된다.
입체 장애된 피페리딘 유도체는 아미노 폴리알킬피페리딘이 바람직하다. 입체 장애된 피페리딘 유도체는 2,2',6,6'-테트라알킬피페리딘이 바람직하다. 통상적으로 유용한 입체 장애된 피페리딘 화합물은 다음과 같다:
4-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노아릴)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노아릴/알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노아릴)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노아릴/알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘알킬카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘아릴카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘알킬/아릴카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘알킬카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘아릴카르복실산; 및
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘알킬/아릴카르복실산.
입체 장애된 아민 화합물은 상기 화합물들의 혼합물일 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 폴리아미드를 제조하기 위하여, 입체 장애된 아민 화합물을 출발 단량체에 첨가하거나 중합 반응 혼합물에 첨가한다. 중합은 아미드 단량체 유형 (예를 들면, 나일론 6을 만들기 위한 카프로락탐)의 중합을 위한 통상적인 조건에 따라 수행하는 것이 바람직하다. 입체 장애된 아민 화합물은 (폴리아미드의 1 몰 아미드 기에 대해) 약 0.03 내지 약 0.8몰%, 바람직하게는 약 0.06 내지 약 0.4몰%로 출발 단량체에 첨가한다.
입체 장애된 아민 화합물은 1종 이상의 연쇄 조절제와 함께 사용할 수 있다. 적절한 연쇄 조절제는 예를 들면 아세트산, 프로피온산 및 벤조산과 같은 모노카르복실산, 및 디카르복실산이다.
바람직한 디카르복실산 연쇄 조절제는 C4∼C10알칸 디카르복실산 (예, 아디프산, 세바크산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산); 벤젠 및 나프탈렌 디카르복실산 (예, 이소프탈산, 테레프탈산 및 나프탈렌 2,6-디카르복실산); 및 이들의 조합의 군 중에서 선택된다. 바람직하게는, 디카르복실산 연쇄 조절제는 테레프탈산, 세바크산 또는 아디프산이다. 디카르복실산의 바람직한 사용량은 1 몰 아미드기에 대해 0.06 내지 0.6몰% 이다.
중합 개시제로서 물이 바람직하게 사용된다. 개시제로서 물의 사용량은 정해지지 않았지만 통상적으로 ε-카프로락탐 단량체의 중량을 기준으로 약 0.4중량%이다.
아미드 단량체가 ε-카프로락탐인 경우, 중합 조건은 약 1.0 내지 약 1.9 bar의 압력 조건, 약 240℃ 내지 약 290℃의 온도에서 약 8 내지 약 12 시간 동안 수행하는 것이 통상적이다. 압력은 중합 구역 위의 증기상에서 측정된다.
이러한 방식으로 제조된 폴리아미드를 섬유의 방사를 위해 당 기술분야에서 사용되는 임의의 압출기에 공급한다. 통상적으로, 이러한 압출기는 여러 단계에 걸쳐 폴리아미드를 용융시킨다. 용융 온도는 사용되는 폴리아미드에 다소 좌우되지만, 일반적으로 약 240℃ 내지 약 290℃의 범위이다.
용융된 폴리아미드는 안료, 염료 뿐만 아니라 안료와 염료의 중간 특성을 갖는 임의의 착색 화합물 및 이들의 조합 또는 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 착색제로 착색된다. 특히 바람직한 착색제는 절단으로 인하여 방사가 곤란한 것(저하된 방사 효율)으로 생각되었던 것들도 포함된다. 이러한 착색제로는 투명한 적산화철, 황갈색 아철산아연, 및 이산화티탄이 포함된다. 적색을 띠는 순수한 산화철 안료(예, 다른 착색제와 함께 사용되지 않는 산화철)는 본 발명에서 사용되는 안료 목록에 포함되지 않음을 주목해야 한다. 산화철이 안료 혼합물 중의 유일한 착색제인 다른 착색제도 본 발명에서 사용되는 착색제에 포함된다. 이러한 착색제 중에, 산화철은 통상적으로 착색제 중량의 약 1.5 중량%이하로 포함될 수 있다.
착색된 폴리아미드를 당업계의 숙련자에게 공지된 기술에 따라 섬유로 방사시킨다. 이것이 특정한 방사 방법을 사용하는 것을 제한하는 것으로 해각해서는 안된다. 폴리아미드를 단성분 필라멘트로서 또는 다성분 필라멘트의 한 성분으로서 섬유로 방사시킬 수도 있다. 섬유는 이 분야에서 만들어지는 다양한 횡단면 중 어느 것을 가질 수도 있다. 예를 들면, 섬유는 원형, 다엽형(예, 삼엽형), 삼각형, 오각형 등일 수 있다.
섬유의 데니어는 목적하는 최종 용도에 좌우되고, 본 발명에 의해 제한된다고 생각되지는 않는다. 데니어는 매우 작을 수도 있고 (예를 들어, 필라멘트당 약 0.1 데니어) 또는 매우 클 수도 있다(예를 들어, 필라멘트당 약 50 데니어 이상).
본 발명에서는 놀랍게도 폴리아미드 및 착색제가 모두 빛에 의한 분해로부터 안정화된 용액-염색 섬유를 생성한다. 본 발명에 있어서는, 첨가제로서 다른 안정화제를 사용할 필요가 없는 것으로 생각된다. 예를 들면, 안정화 첨가제로서 구리 염을 사용할 필요가 없다. 구리 화합물은, 예를 들어 일부 안료(예, 프탈로시아닌 블루)가 구리 착물이기 때문에 섬유에 존재할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 비착화된 구리를 약 10ppm 이하로 함유하는 경우에서도, AATCC 시험 방법 16-1993 "빛에 대한 염색 견뢰도", 옵션 E에 따라 크세논 아크 방사선에 2125kJ로 노광시켰을 때 강성력을 약 40% 이상 보유하는 섬유가 얻어졌다. 이러한 안정화 첨가제를 사용하지 않기 때문에, 장치 유지비용이 감소하고, 방사 장치에서 안정화제 침작물을 제거할때 생성될 수 있는 해로운 폐수가 생기지 않는다.
더욱 놀라운 것은 착색제를 방사하기 곤란한 경우에도 방사 효율이 증가한다는 것이다. 방사 효율은 바람직하게는 약 0.5%이상 증가한다. 방사 효율에서의 이러한 증가는 연간 제조 비율에서 수십만불이 감소된다는 것으로 해석할 수 있다. 하기 실시예 6은 본 발명에서 관찰되는 효율의 개선을 일부 증명하는 것이다.
물론, 각종 비-안정화 첨가제가 1종 이상의 필라멘트에서 사용될 수도 있다. 비안정화 첨가제로는 이에 제한되지는 않지만 윤활제, 기핵제, 산화방지제, 정전기방지제 등이 포함된다.
본 발명의 다른 측면은 1종 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 화합물의 존재하에서 아미드 단량체를 중합하여 된 폴리아미드 호스트 중합체로부터 제조되는 광 안정화된 용액-염색 나일론 섬유이다.
<화학식 1＞
식 중, R1, R2, R3 및 R4는 수소가 아니고, 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기를 나타내며; R5, R6, R7 및 R8은 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기 또는 수소를 나타낸다.
R1 내지 R8 각각은 동일하거나 상이할 수 있거나, 또는 그들의 조합일 수도 있다. 알킬기는 치환될 수 있으며, 그러한 치환은 "알킬"의 범위내에 포함된다.
비-백색 착색제는 호스트 폴리아미드 전체에 분산된다. 이러한 섬유는 상기 기재된 방법에 따라 만들어질 수 있다. 이것은 상기 방법에 의해 제조된 섬유의 속성을 가질 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 설명될 것이다. 실시예는 단지 예증을 위해 주어진 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안된다. 모든 백분율은 다른 언급이 없는 한 중량%이다.
하기 실시예에서, 다음과 같은 표준화된 시험 방법이 사용된다:
크세논 아크 노광:
편물 튜브를 AATCC 시험 방법 16-1990, 옵션 E: "수-냉각된 크세논-아크 램프, 연속 광"에 따라 425kJ (100시간)에서 2125kJ (500시간)으로 증가시켜 노광시켜 시험하였다.
오존 및 NOx노출:
편물 튜브를 AATCC 시험 방법 129-1996 "고습도하에 대기 중에서 오존에 대한 염색 견뢰도" 및 AATCC 시험 방법 164-1992 "고습도하에 대기 중에서 질소 산화물에 대한 염색 견뢰도"에 따라서 시험하였다. 데이타를 1, 2, 3, 4, 6 및 8회 반복하여 수집하였다.
실시예 1A 내지 1I (비교예)
(용액-염색 나일론 섬유 - 나일론 호스트 중합체-비안정화제)
1인치 직경의 스크류를 가진 소규모 압출기를 사용하여, 비개질된 표준 나일론 6 호스트 중합체 (바스프 코포레이션사 제품 (BASF CORPORATION, 미국 뉴저지주 마운틴 올리브 소재)로부터 입수가능한 BS700F)를 광 안정화없이 용액-염색 715/14 (실 데니어/필라멘트 수) 삼엽형 사로 방사하였다 (황산중에서 측정시 RV=2.7). 실 압출 조건은 다음과 같다:
구역1 240℃
구역2 260℃
구역3 270℃
중합체 온도 270℃
처리량 30g/분
권사기 371미터/분 권취
마감재 실에 0.90% 마감재
실 압출전에 안료를 표 1 에 기재된 농도대로 나일론 6 호스트 중합체에 첨가하였다. 호스트 중합체에 첨가하기 전에, 농축된 칩을 먼저 윌리 밀(Wiley Mill)로 분쇄한 다음, 유사하게 분쇄된 나일론 6 기재 중합체와 자루 배합(bag blend)한다.
실시예 안료 담체 담체 중의 안료% 섬유에 충전된 안료
1A 아나타제 이산화 티타늄 나일론 6 30% 0.3%
1B 황갈색 아철산아연 나일론 6 25% 0.1%
1C 황갈색 아철산아연 나일론 6 25% 1.0%
1D 청색 안료 15:1 나일론 6 25% 0.1%
1E 청색 안료 15:1 나일론 6 25% 1.0%
1F 적색 안료 149 나일론 6 25% 0.1%
1G 적색 안료 149 나일론 6 25% 1.0%
1H 적색 안료 179 나일론 6 15% 0.1%
1I 적색 안료 179 나일론 6 15% 1.0%
로손-헴필 (Lawson-Hemphill) HDK 편물기 상에서 실을 3.25의 연신비로 연신 편성시켜, 220/14 편평 튜브 제품을 제조하였다.
편물 튜브를 상기에서 나타낸 AATCC 방법에 따라 크세논 아크, NOx및 오존 노출에 대해 시험하였다. 크세논 아크(UV) 노출에 대한 데이타를 표 3 및 표 4에 나타낸다. NOx및 오존 노출에 대한 데이타를 표 5에 나타내었다.
실시예 2A 내지 2I (비교예)
(용액-염색 나일론 섬유 - 나일론 6 호스트 중합체-구리로 안정화)
실시예 2A 내지 2I는, 구리 광 안정화 화합물을 필요에 따라 자루 배합된 농축물에 첨가하여 나일론 섬유 중에 0.01%으로 만드는 것을 제외하고는, 각각 실시예 1A 내지 1I에 상응한다.
편물 튜브를 크세논 아크, NOx및 오존에 노출시키고, 이들 노출에 대해 시험하였다. 데이타를 표 3 내지 5에 나타내었다.
실시예 3A 내지 3I (본 발명)
(용액-염색 나일론 섬유 - 개질된 나일론 호스트 중합체)
실시예 3A 내지 3I는, 나일론 호스트 중합체가 테레프탈산을 연쇄 조절제로서 사용하여 2,2',6,6'-테트라알킬피페리딘의 존재하에서 중합된 카프로락탐인 것을 제외하고는, 각각 실시예 1A 내지 1I에 상응한다.
편물 튜브를 크세논 아크, NOx및 오존에 노출시키고, 이들 노출에 대해 시험하였다. 데이타를 표 3 내지 5에 나타내었다.
실시예 4B 내지 4G
(용액-염색 나일론 섬유 - 개질된 나일론 호스트 중합체-구리 안정화제 첨가)
실시예 4B 내지 4G는, 구리 화합물 안정화제를 자루 배합된 안료 농축물에 첨가하여 나일론 6 중에 0.01%로 만드는 것을 제외하고는, 각각 실시예 3B 내지 3G에 상응한다.
편물 튜브를 크세논 아크, NOx및 오존에 노출시키고, 이들 노출에 대해 시험하였다. 데이타를 표 3 내지 5에 나타내었다.
실시예 5A 내지 5F (비교예)
(순수한 산화 철 안료)
표 2에 나타낸 배합물을 사용하여 실시예 1에 따라 실시예 5A 내지 5F의 편물 튜브를 제조하였다.
실시예 중합체 안료 담체 담체 중의 안료 (%) 섬유 중의 안료(%) 구리 화합물(%)
5A 나일론 6 산화철 폴리에틸렌 25 0.1 0
5B 나일론 6 산화철 폴리에틸렌 25 1.0 0
5C 나일론 6 산화철 폴리에틸렌 25 0.1 0.01
5D 나일론 6 산화철 폴리에틸렌 25 1.0 0.01
5E 개질 나일론 6* 산화철 폴리에틸렌 25 0.1 0
5F 개질 나일론 6* 산화철 폴리에틸렌 25 1.0 0
* 테레프탈산을 연쇄 조절제로서 사용하여 2,2',6,6'-테트라알킬피페리딘의 존재하에서 중합된 카프로락탐
편물 튜브를 크세논 아크, NOx및 오존에 노출시키고, 이들 노출에 대해 시험하였다. 데이타를 표 3 내지 5에 나타내었다.
표 3에서의 보유된 강성력 데이타에 의해 증명된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실(실시예 3A-3I)은 실질적으로 구리 화합물에 의해 안정화된 실시예 2A-2I의 실과 같은 광안정성을 갖는다. 도 1은 표 3에 나타낸 강성력 데이타를 그래프로 설명한 것이다. 보유된 강성력의 높은 %는 크세논 광에 노출시에 분해율이 낮음을 나타내는 것이다. 보유된 강성력의 낮은 %는 크세논 광에 노출시에 분해율이 높음을 나타내는 것이다. 강력하게 미리 분해시킨 2 종의 안료인 황갈색 아철산 아연 및 페릴렌 레드 (적색 안료 149)로 착색된 실은, 놀랍게도 구리 화합물로 안정화된 실에서와 같이 노광에 대해 적어도 안정하였다. 페릴렌 안료가 HALS의 빛 안정화 효과를 상쇄시킨다는 것이 보고되어 있음에도 불구하고, 본 발명에 의해 제조되고 페릴렌 안료로 착색된 실은 구리 안정화된 실에서와 같이 빛에 대해 안정하였다. 일부 경우에, 페릴렌 착색된 실의 안정성은 상당히 개선되었다.
주지한 바와 같이, 순수한 산화 철로 착색된 실은 본 발명의 범위로 생각하지 않는다. 적색 산화 철은 착색제 배합의 주 성분으로서 보통은 사용되지 않는 미리 분해시킨 안료로 알려져 있다. 따라서, 착색제로서의 순수한 산화 철은 본 발명의 범위를 벗어나지만, 산화철 및 그밖의 착색제의 혼합물로 착색된 실은 본 발명의 범위에 속한다. 순수한 산화 철은 통상적으로 중요한 섬유 착색제가 아니므로 본 발명의 범위에 속하지 않는다는 것이 본 발명을 제한하는 것으로 여겨져서는 안된다.
크세논 아크 염색 견뢰도 데이타에서 나타난 바와 같이, 본 발명은 구리 화합물 없이도 빛에 대해 염색 견뢰성을 갖는 실을 제공한다. DE*값이 클수록 색이 많이 변하는 것이며, 즉 색의 염색 견뢰도가 낮아지는 것이다. 특별히 큰 색 변화는 섬유의 성능이 UV광에 노출되는 대부분의 통상적인 용도에서 허용될 수 없다는 것을 나타낸다.
본 발명의 다른 장점은, 안정화제로서의 구리 화합물을 사용하지 않음으로써, 특정한 안료에 대해 실제의 색에 보다 가까운 안료 색을 얻을 수 있다는 것이다. 예를 들면, 표 4 에 나타낸 바와 같이, 구리가 존재하는 경우는 빛에 노출 후 뿐만아니라 노출 전에도 페릴렌 레드의 색에 영향을 미친다. 이러한 안료에 대해, 구리를 함유하는 실은 더욱 녹색화, 청색화되며, 함유하지 않는 실에 비해 채도가 낮아진다.
실시예 6
방사효율
실시예 6A (본 발명)
연쇄 조절제로서 테레프탈산을 사용하여 2,2',6,6'-테트라알킬피페리딘으로 개질된 나일론 6 중합체를 연회색으로 용융 착색시킨다. 연회색은 농축물을 사용하여 0.3 중량% TiO2, 0.001 내지 0.1 중량% 카본 블랙 및 0.0001 내지 0.1 중량% 구리 프탈로시아닌을 방사섬유에 제공함으로써 얻어진다. 방사 효율은 97.6%이다.
실시예 6B (비교예)
개질된 나일론 6 대신에 (개질되지 않은) 나일론 6을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 6A를 따른다. 또한 구리 안정화제를 첨가한다. 방사 효율은 95.2%이다.
본 발명은 연회색 용액-염색 섬유의 방사 효율을 약 2.4%정도 향상시킨다. 기타 색들에 대해서는 상이한 결과가 얻어질 것이다.

Claims (22)

1종 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 화합물의 존재하에서 아미드 단량체를 중합하여 된 폴리아미드를 용융시키는 단계;
<화학식 1＞
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 수소가 아니고, 탄소수 20 이하의 임의의 알킬기를 나타내며; R5, R6, R7 및 R8은 R1 내지 R4에서와 같은 알킬 치환기 또는 수소를 나타냄)
용융된 폴리아미드를 순수 산화철 안료가 아닌 안료; 염료; 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 착색제로 착색시키는 단계;
착색된 폴리아미드를 AATCC 시험 방법 16-1993 "빛에 대한 염색 견뢰도", 옵션 E에 따라 크세논 아크 방사선에 2125kJ로 노광시킨 후에 약 40% 이상의 강성력이 보유되며 비착화된 구리를 약 10ppm 이하로 함유하는 섬유로 방사시키는 단계
를 포함하는 안정화된 용액-염색 섬유의 제조 방법.
제1항에 있어서, 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 유도체가
4-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노아릴)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노아릴/알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노아릴)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노아릴/알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘알킬카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘아릴카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘알킬/아릴카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘알킬카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘아릴카르복실산; 및
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘알킬/아릴카르복실산
으로 구성된 군 중에서 선택되는 방법.
제1항에 있어서, 상기 연쇄 조절제가
테레프탈산;
아디프산;
아세트산;
프로피온산;
벤조산;
이소프탈산;
세바크산;
나프탈렌 2,6-디카르복실산; 및
이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제인 방법.
제3항에 있어서, 입체 장애된 피페리딘 유도체가 4-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸 피페리딘인 방법.
제1항에 있어서, 입체 장애된 피페리딘 유도체가 폴리아미드의 약 0.05중량% 내지 약 2.0중량%로 존재하는 방법.
제1항에 있어서, 출발 단량체가 실질적으로 ε-카프로락탐 단량체이고 폴리아미드가 개질된 나일론 6 중합체인 방법.
제2항에 있어서, 출발 단량체가 실질적으로 카프로락탐 단량체이고 폴리아미드가 개질된 나일론 6 중합체인 방법.
제1항에 있어서, 상기 착색 단계에서
페릴렌 레드;
페릴렌 마룬;
약 1.5% 이하의 적색 산화철;
갈색 아철산아연; 및
이들의 혼합물 또는 기타 유기 또는 무기 착색제와의 혼합물
로 구성된 군 중에서 선택되는 착색제를 사용하는 방법.
제1항에 있어서, 섬유가 실질적으로 구리 화합물을 함유하지 않는 방법.
제1항에 있어서, 연쇄 조절제로서의 모노 또는 디카르복실산 및 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 유도체의 존재하에서 중합되지 않고 동일한 착색제로 착색된 폴리아미드로부터 용액-염색 섬유를 방사하는 것에 비하여, 상기 방사가 적어도 약 0.5% 이상 효율적인 방법.
1종 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 화합물의 존재하에서 ε-카프로락탐을 중합하여 된 폴리아미드인 용융된 폴리아미드를 착색시키는 단계;
<화학식 1＞
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 수소가 아니고, 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기를 나타내며; R5, R6, R7 및 R8은 R1 내지 R4에서와 같은 알킬 치환기 또는 수소를 나타냄)
착색된 폴리아미드를 AATCC 시험 방법 16-1993 "빛에 대한 염색 견뢰도", 옵션 E에 따라 크세논 아크 방사선에 500 시간 노출시킨 후에 약 40% 이상의 강성력을 보유하는 섬유로 방사시키는 단계
를 포함하며, 상기 방사가 1종 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 유도체의 존재하에서 중합되지 않은 폴리아미드로부터의, 동일한 착색제로 착색된 용액-염색 섬유를 방사하는 것에 비하여 적어도 0.5% 이상 효율적임을 특징으로 하는, 용액-염색 나일론 섬유의 개선된 방사 방법.
제11항에 있어서, 상기 착색 단계가
페릴렌 레드;
페릴렌 마룬;
약 1.5% 이하의 적색 산화 철;
갈색 아철산아연; 및
기타 유기 또는 무기 착색제와 이들의 혼합물
로 구성된 군 중에서 선택되는 착색제를 사용하여 수행되는 방법.
제11항에 있어서, 입체 장애된 피페리딘 유도체 화합물이 4-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸 피페리딘인 방법.
제13항에 있어서, 입체 장애된 피페리딘 유도체 화합물이 폴리아미드의 약 0.05 내지 약 2.0중량%로 존재하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 착색제가
페릴렌 레드;
페릴렌 마룬;
갈색 아철산아연;
약 1.5% 이하의 적색 산화 철; 및
기타 유기 또는 무기 착색제와 이들의 혼합물
로 구성된 군 중에서 선택되는 안료인 방법.
1종 이상의 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제 및 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 화합물의 존재하에서 아미드 단량체를 중합하여 된 폴리아미드 호스트 중합체; 및
<화학식 1＞
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 수소가 아니고, 탄소수 약 20 이하의 임의의 알킬기를 나타내며; R5, R6, R7 및 R8은 R1 내지 R4에서와 같은 알킬 치환기 또는 수소를 나타냄)
상기 호스트 중합체 전체에 분산된 비-백색 착색제를 포함하며; 약 10ppm 미만의 비착화 구리를 함유하는 광 안정화된 용액-염색 나일론 섬유.
제16항에 있어서, 상기 아미드 단량체의 적어도 일부가 ε-카프로락탐 단량체인 섬유.
제17항에 있어서, 1종 이상의 입체 장애된 피페리딘 유도체가
4-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노아릴)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
4-(아미노아릴/알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노아릴)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
3-(아미노아릴/알킬)-2,2',6,6'-테트라메틸피페리딘;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘알킬카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘아릴카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-4-피페리딘알킬/아릴카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘알킬카르복실산;
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘아릴카르복실산; 및
2,2',6,6'-테트라메틸-3-피페리딘알킬/아릴카르복실산
으로 구성된 군 중에서 선택되는 섬유.
제18항에 있어서, 상기 연쇄 조절제가
테레프탈산;
아디프산;
아세트산;
프로피온산;
벤조산;
이소프탈산;
세바크산; 및
이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 모노 또는 디카르복실산 연쇄 조절제인 섬유.
제18항에 있어서, 입체 장애된 피페리딘 유도체가 4-아미노-2,2',6,6'-테트라메틸 피페리딘인 섬유.
제16항에 있어서, 입체 장애된 피페리딘 유도체가 폴리아미드의 약 0.05 내지 약 2.0중량%로 존재하는 섬유.
제16항에 있어서, 상기 착색제가
페릴렌 레드;
페릴렌 마룬;
약 1.5% 이하의 적색 산화 철;
갈색 아철산아연; 및
이들의 혼합물 또는 기타 유기 또는 무기 착색제와 이들의 혼합물
로 구성된 군 중에서 선택되는 섬유.
KR10-1999-7010066A 1997-05-01 1998-04-23 용액-염색 나일론 섬유 KR100487469B1 (ko)

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