KR20010112541A - 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 100℃ 상압에서 염색 가능한 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법임.

본 발명은 방사전 폴리에틸렌테레프탈레이트에 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 PET 중량대비 5 ∼ 40중량% 첨가하여 용융방사함을 특징으로 하는 제조방법임.

Description

염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법{Manufacturing of easily dyeable polyester fiber}

본 발명은 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

폴리에스터는 통상적으로 테레프탈산(TPA) 또는 디메틸테레프탈레이트(DMT)와 에틸렌글리콜을 에스터화 또는 에스테르 교환 반응 후, 이를 고진공하에서 원하는 중합도까지 중축합시켜 제조한다.

이렇게 만든 폴리에스터 중합물을 용융상태에서 방사노즐로 부터 압출시켜서 섬유상으로 방사한 다음에 적절한 연신비로 연신 또는 가연하여 연신사를 제조 한다.

이렇게 제조한 폴리에스터사는 분산염료로 130℃ 이상의 고온에서 고압염색으로만 염색이 가능하여 에너지 소비가 많고 생산원가 면에서 불리하여 100℃, 상압에서 염색가능한 이염사(易染絲)를 제조하기 위한 노력이 계속되어 왔다.

이러한 이염성 폴리에스테르 섬유의 제조방법으로는 분자량 1,000 ∼ 6,000의 폴리에틸렌글리콜과 R-CO-(OCH₂CH₂)n-OH등을 공중합하는 방법(한국 공개특허번호 제 1998-48679 호)이 잘 열려져 있으나, 이 방법은 기존 고압염색에 비하여 염색품위 및 견뢰도가 우수하지 못하고 발색성이 떨어지는 단점이 있어서 많이 활용되지 못하였다.

또한, 1,3-프로판디올 성분을 75 ∼ 95몰% 공중합하여 100℃에서 상압염색이 가능하도록 하는 방법(일본국 특개평 11-12847)도 알려졌으나 1,3-프로판디올 성분의 함량이 높아 기존 폴리에스터와 비교하여 생산원가가 높을 뿐만 아니라 중합조건의 제어 및 공정관리가 곤란하고 공정성이 불량하여 실제로 상업화 되지 못하고 있다.

본 발명은 폴리에틸렌글리콜 및 1,3-프로판디올트리멜리틱산 등에 의한 기존 공중합 방법에 따르는 중합공정의 문제점, 즉 중합조건의 제어와 공정관리가 어렵고 공정성이 불량하다는 문제점을 해결한 것으로 100℃, 상압 염색이 가능해서 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트와 1,3-프로판디올을 주성분으로 중합한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 중합물(PTT)을 폴리에스터 중축합 공정 이후에 사이드 피딩 설비(그림 1)를 이용하여 폴리에스터 대비 5 ∼ 40중량% 첨가하여 1,000 ∼ 5,000m/분으로 용융방사한 뒤, 1.2 ∼ 3.0 연신비로 연신 또는 가연하여 폴리에스터 원사를 제조하는 방법이다.

[그림 1]

본 발명은 폴리에스터 중축합 공정 이후 방사전에 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 첨가함으로서 중합조건의 제어 및 공정관리가 곤란한 문제를 해결하였으며, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 폴리에스터 대비 5 ∼ 40중량% 만큼 첨가 혼합시킨 혼합물로 방사함을 특징으로 한다.

본 발명에서 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 40중량% 보다 많이 첨가하였을 경우 방사작업성이 불량하고, 제조된 원사의 염색성도 저하되며 제조원가도 상승하는 단점이 있으며, 5중량% 미만을 첨가할 경우에는 염색성이 개선되지 않는다.

실시예 1, 2, 비교예 1, 2

폴리에스터 제조시 중축합 공정후 사이드 피딩 설비를 이용하여 방사전 단계의 믹서에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 멜트에 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 브랜딩 시켰다.

PTT의 함량을 변화시켜 얻은 폴리에스터 연신사의 물성을 표 1에 나타내었다.

방사온도 290℃, 방사구금 직경 0.23㎜(구멍수 36), 냉풍속도 0.4m/초로 최종 연신사의 섬도가 75데니어가 되도록 토출량을 조절하여 방사속도 3,000m/분으로 방사한 뒤 핫롤라 온도 80℃, 핫플레이트 온도 120℃, 연신속도 500m/분의 조건에서 연신비 1.8로 연신하여 폴리에스터 연신사를 제조하였다.

그 결과는 표 1과 같았다.

< 측정방법 >

폴리에스터사의 염색성의 판정은 원사를 환편기로 20 ∼ 30㎝ 길이가 되도록 편직한 시료를 사용하여 다음과 같이 판정하였다.

염색시험: 분산염료 코우-네이비(S Type)를 염료농도 1% o.w.p로 만든 후

분산제(VGT) 1g/L, pH 4.5 ∼ 5.5(초산), 액비 1 대 15로 조제

한 후 상압염색은 염색온도를 30℃에서 100℃까지 1℃/분로 균

일하게 승온시킨 후 100℃에서 30분간 유지하였고(실시예 1 및

2), 고압염색은 염색온도를 30℃에서 130℃까지 1℃/분으로 균

일하게 승온시킨 후 130℃에서 30분간 유지하였다(비교예 1 및

2).

염색성: 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 4단계로 평가하였다.

< 표 1 >

구 분	단위	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
폴리트리메틸렌테레프탈레이트 함량	중량%	30	10	-	50
최 종연신사물성	방사공정성	-	◎	◎	○	△
	연신공정성	-	◎	◎	○	△
	상압염색성	-	◎	○	×	○
	고압염색성		◎	○	△	○

( ◎ : 매우 우수, ○ : 우수, △ : 보통, × : 불량)

표 1의 실시예 1과 2로 알 수 있는 바와 같이 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 첨가하여 방사한 경우 공정성이 우수하고, 상압염색이 가능하며 우수한 염색성을 가지는 폴리에스터 섬유의 제조가 가능하였다.

실시예 1과 비교예 1을 보면 실시예 1은 폴리트리메틸렌 중합물을 30중량% 첨가한 경우로 우수한 공정성 및 상압염색성을 가지나, 비교예 1은 일반 폴리에스터 중합물만을 사용해서 방사하여 제조한 경우로 상압염색이 곤란함을 알 수 있다.

비교예 2는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 50중량부 첨가한 경우로 상압염색성은 우수하나 방사 및 연신 공정성이 실시예 1, 2와 대비하여 떨어짐을 알 수 있다.

실시예 2는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 10중량부 첨가한 경우로서 다소 우수한 상압염색성을 가짐을 알 수 있다.

본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 방사전 단계에서 중축합 완료된 폴리에틸렌테레프탈레이트와 블랜딩(blending) 시키는 방법으로 제조하기 때문에종전처럼 공중합 방법의 문제점, 즉 중합조건의 제어 및 관리의 어려움이 없다.

본 발명으로 제조된 폴리에스터사는 100℃, 상압염색이 가능하다.

Claims (2)

1. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중축합 공정 후 방사전에 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량에 대하여 5 ∼ 40중량% 만큼 혼합시킨 다음에 용융방사 함을 특징으로 하는 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 방사속도 1,000 ∼ 5,000m/분으로 용융방사한 후 1.2 ∼ 3.0의 연신비로 연신하여 제조함을 특징으로 하는 염색성이 우수한 폴리에스터 섬유의 제조방법.