KR20050042027A

KR20050042027A - 용제-방사 셀룰로오스 섬유의 처리 방법

Info

Publication number: KR20050042027A
Application number: KR1020047006478A
Authority: KR
Inventors: 렌프류앤드류헌터모리스
Original assignee: 렌찡 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2005-05-04
Also published as: ATE417952T1; BR0213716B1; WO2003038164A3; AU2002342379A1; JP2005507035A; CN1578854A; PT1440190E; CN1270004C; TW200300186A; ES2319623T3; WO2003038164A2; DE50213134D1; US20050022310A1; KR100927184B1; EP1440190A2; EP1440190B1; TR200400926T2; AT413824B; BR0213716A; ATA17312001A

Abstract

본 발명은 섬유를 알칼리성 환경 하에 방직 보조제와 접촉시키는 단계를 포함하는 용제-방사 셀룰로오스 섬유의 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 방법은 방직 보조제로서 하기 일반식(I)의 화합물 또는 그의 염을 사용하는 것을 특징으로 한다:

상기 식에서,

R₁은 1개 내지 4개의 C 원자를 포함하는 직쇄 또는 분지쇄, 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는 가교 연결이고,

R₂ 및 R₃은 동일하거나 상이한 것으로서, (CH₂)_m-CH=CH ₂로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 여기서 m은 0 내지 2이고,

R₄는 알칼리성 환경에서 이온화 가능한 기 및/또는 이온기를 나타냄.

Description

용제-방사 셀룰로오스 섬유의 처리 방법 {METHOD FOR TREATING SOLVENT-SPUN CELLULOSE FIBERS}

본 발명은 셀룰로오스 섬유(fiber) 및 그러한 셀룰로오스 섬유로 이루어진 어셈블리에 관한 것으로서, 상기 섬유 또는 섬유 어셈블리는 섬유에 개선된 특성을 부여하기 위하여 방직 보조제(textile auxiliary agent)와 접촉된다.

비스코스 가공(viscose process)에 대한 대안으로서, 최근 수년간, 유도체를 형성시키지 않고, 셀룰로오스를 유기 용제, 유기 용제와 무기염의 조합물, 또는 식염수 용액에 용해시키는 다양한 방법이 제시되었다. 그러한 용액으로부터 제조되는 셀룰로오스 섬유를 "용제-방사 섬유(solvent-spun fiber)라 칭하며, BISFA(The International Bureau for the Standardisation of Man-Made Fibres)에서는 라이오셀(Lyocell)이라는 일반명으로 명명하였다. BISFA에서는, 라이오셀이란 유기 용제로부터 방사 가공(spinning process)에 의하여 얻어지는 셀룰로오스 섬유로 정의한다. BISFA 하에서, "유기 용제"란 유기 화학물질과 물의 혼합물로서 이해된다. "용제-방사"란 유도체화(derivatization) 과정이 없는 용해 및 방사를 의미한다.

그러나, 지금까지는 용제-방사 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단 한가지 방법만이 공업적 규모로 실현되었다. 이 방법에서는, 3급 아민 옥사이드, 특히 N-메틸모르폴린-N-옥사이드(NMMO)가 용매로서 사용된다. 그러한 방법은 예를 들면 US-A 4,246,221에 개시되어 있으며, 고도의 장력, 고도의 습식율(wet modulus), 및 고도의 루프 강도(loop strength)를 특징으로 하는 섬유를 제공한다.

그러나, 상기 섬유들로부터 제조되는 방직물(textile fabric), 예를 들면 직물(woven fabric)의 유용성은, 습윤 상태에서 이들 섬유가 현저히 피브릴화 (fibrillation)하는 경향으로 인하여 크게 제한된다. 피브릴화란, 습윤 상태에서 기계적 응력 하에 섬유가 종방향으로 절단(break up)되어, 솜털이나 모피와 같은 외관을 갖게 되는 것을 의미한다. 그러한 섬유로부터 제조된 염색 직물은 2회 세척시 색상 강도(colour intensity)를 크게 손실한다. 더욱이, 스커링 (scouring) 및 크럼플링(crumpling)에 의해 안출된 에지에 선명한 스트리크 (streak)가 형성된다. 피브릴화의 원인은, 섬유가 그들 섬유의 방향으로 배열된, 서로의 사이에 다소 존재하는 가교결합을 가지는 피브릴로 이루어지기 때문인 것으로 여겨진다.

또한, 스트리크 형성은 섬유가 토우(tow) 형태로 염색되는 경우에도 발생할 수 있다. 방직 구역 내에서는, 건조 상태에서의 마찰로 인하여 매듭(knot)이 형성될 수 있는데, 이러한 특성을 "필링(pilling)"이라 한다.

WO 92/07124호에는, 새로이 방사된, 즉 아직 건조되지 않은 섬유에 양이온성 폴리머를 처리함으로써 감소된 피브릴화 경향을 가지는 섬유를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러한 폴리머로는 이미다졸기 및 아제티딘기를 포함하는 폴리머를 들 수 있다. 또한, 나아가 폴리에틸렌 또는 폴리비닐 아세테이트와 같은 유화 가능한 폴리머의 처리, 또는 글리옥살을 이용한 가교결합도 실시될 수 있다.

1993년에 스웨덴 런드에서 개최된 CELLUCON 컨퍼런스에서, S. Mortimer는 피브릴화 경향은 드로잉(drawing)이 증가할수록 증가한다고 강연하였다.

EP-A 0 538 977 및 WO 94/09191와 WO 95/28516에는 이상에서 언급한 종류의 방법들이 개시되어 있으며, 상기 방법들은 용제-방사 섬유를 방직 보조제와 접촉시시킴으로써, 피브릴화 경향을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

WO 94/24343에는 감소된 피브릴화 경향을 가지는 셀룰로오스 섬유의 제조 방법이 개시되어 있으며, 상기 방법은 셀룰로오스 용액을 3급 아민 옥사이드 중에서 섬유로 방사하고, 새로이 방사된 섬유를 적어도 2개의 반응성 기를 가지는 방직 보조제와 접촉시키고, 수계 완충액으로 세척하는 단계를 포함하며, 방직 보조제로서 글리옥살을 사용하지 않는 것을 특징으로 한다. 공지된 상기 방법에 따르면, 새로이 방사된 섬유는 알칼리성 환경 하에 최상인 방직 보조제와 접촉된다.

또한, 직물 및 편성물(knitted fabric)을 제조하는 경우, 용제-방사 섬유로 이루어진 섬유 어셈블리는 메틸올 화합물과 가교결합할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 화합물을 이용하는 경우에는 염색과정 동안 스커링 에지의 형성을 방지할 수 없는 것으로 알려져 있다. 이를 위해서는, 염색과정 이전 또는 적어도 염색과정 동안에 가교결합이 이루어져야 한다. 그러나, 메틸올 화합물 및 기타 종래의 영구적인 마감제들은 이러한 용도에는 거의 적합하지 않다. 메틸올 화합물의 또 다른 단점은 작업장에 유해한 포름알데하이드가 형성된다는 것이다.

또한, 예를 들면 WO 97/49856, 호주 실용신안 제2527호 및 WO 99/19955에는 라이오셀 부류의 셀룰로오스 섬유를 처리하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 라이오셀 부류의 셀룰로오스 섬유를 처리하기 위한 방법으로서 제안된 종래의 방법들은 많은 단점들을 가지는 것으로 밝혀졌다.

예를 들면, 지금까지 제시된 각종 방직 보조제들은 그의 제조가 매우 까다롭고, 따라서 고가이다. 기타 방직 보조제의 경우에는, 셀룰로오스와의 반응에 필요한 알칼리성 환경 하에서 이들이 가수분해할 수 있는 것으로 관찰되었다. 그러므로, 가수분해에 의한 손실이 발생한다. 또한, 제시된 방직 보조제들의 대부분은 필수적인 알칼리성 환경에서 용해성이 충분하지 않아, 분산물의 형태로서 사용되어야 한다. 이는 불규칙적인 처리 결과를 초래할 수 있다. 끝으로, 공지된 일부의 방직 보조제들은 그들의 독성으로 인하여 사용이 곤란하다는 것도 언급하지 않을 수 없다.

본 발명은 라이오셀 부류의 셀룰로오스 섬유 및 그러한 섬유로 만들어진 어셈블리의 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 상기 방법은 간단한 방식으로 실시될 수 있고, 상기 방법으로 처리된 섬유는 감소된 피브릴화 경향을 나타내고, 상기 방법으로 처리된 섬유 어셈블리는 각각 개선된 스커링값 및 필링값을 나타낸다.

본 발명은 용제-방사 셀룰로오스 섬유의 처리 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 섬유를 방직 보조제와 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 방직 보조제로서 하기 일반식(I)의 화합물 또는 그의 염을 사용하는 것을 특징으로 한다:

상기 식에서,

R₁은 1개 내지 4개의 C 원자를 포함하는 직쇄 또는 분지쇄, 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는 가교 연결(bridging link)이고,

R₄는 알칼리성 환경에서 이온화 가능한 기 및/또는 이온기를 나타낸다.

본 발명에 따라 사용되는 방직 보조제는 비교적 저렴하게 입수가 가능한 것으로서, 예를 들면 수고스럽게 제조해야 하는 EP-A 0 538 977에 개시된 물질들을 사용하는 경우에 비하여, 처리된 섬유의 특성을 동등하거나 월등하게 개선시키는 것으로 발견되었다.

또한, 본 발명에 따라 사용되는 물질은 알칼리 환경에서의 가수분해에 대한 내성이 우수하다. 따라서, 예를 들면 호주 실용신안 제2527호 또는 WO 99/19555에 개시된 방직 보조제들에 비하여, 처리 과정 중에 발생할 수 있는 가수분해에 의한 손실이 없다. 그러한 이유로, 이들 종래의 방직 보조제를 사용하는 경우와 동등하거나 심지어 보다 우수한 특성의 처리된 섬유를 얻는 데 있어, 보다 적은 양의 방직 보조제가 요구된다.

WO 94/09191 및 WO 95/28516에 개시된 방법에서는 각각 1,3,5-트리스아크릴로일 테트라하이드로-1,3,5-트리아진 및 N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드이 방직 보조제로서 사용된다. 이들 방직 보조제들은 비이온 형태로 존재한다. 이와 반대로, 본 발명에 따르는 화합물은 수계 알칼리성 환경에서 이온 상태의 용해된 형태로 존재한다.

또한, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 휘발성이 거의 또는 전혀 없다.

바람직하게는, R₄는 -SO₃H, -COOH, -OH 및 -SH로 이루어지는 군으로부터 선택된다.

나아가, 사용되는 방직 보조제에서, R₂ 및 R₃은 모두 (CH₂)_m-CH=CH₂인 것이 바람직하다.

특히 바람직하게 사용되는 방직 보조제는 하기 일반식(II)의 화합물 또는 그의 염이다:

또한, 하기 일반식(III)의 화합물 또는 그의 염도 방직 보조제로서 바람직하게 사용된다:

하기 일반식(IV)의 화합물, 즉 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산 또는 그의 염도 방직 보조제로서 특히 바람직하게 사용된다:

다른 바람직한 구현예에서는, 하기 일반식(V)의 화합물 또는 그의 염이 방직 보조제로서 사용된다:

하기 일반식(VI)의 화합물, 즉 비스아크릴아미도 아세트산, 또는 그의 염도 방직 보조제로서 특히 바람직하다:

상기 방직 보조제는 나트륨염, 리튬염, 칼륨염, 칼슘염 또는 마그네슘염의 형태로 사용된다. 그러나, 기타 다른 염, 특히 금속 염도 사용될 수 있다.

본 발명에 따르는 방법에서, 섬유는 방직 보조제의 알칼리성 용액과 접촉시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르는 방법을 변형시킨 저렴한 방법은, 하기 일반식(VII)의 화합물의 알칼리성 용액을 제조하고, 섬유와 접촉시키기 전 또는 접촉시키는 동안에, 상기 화합물의 알칼리성 용액을 상기 일반식(I)에 따르는 방직 보조제로 반응시키는 단계를 포함한다:

상기 일반식(VII)에서, R₅ 및 R₆은 모두 (CH₂)_n-X이고, 여기서 n은 2 내지 4이고, X는 할로겐이며,

상기 일반식(I)에서, R₂ 및 R₃은 모두 (CH₂)_m-CH=CH₂이고, 여기서 m이 n-2이다.

따라서, 섬유와 접촉시키기 전 또는 접촉시키는 동안, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 함침(impregnation) 용액 내에서, 제거 반응(elimination reaction)을 통해 개별적인 ω-할로겐 알킬 화합물로부터 2개의 아크릴아미드기를 생성시킴으로써 실질적으로 인시츄(in situ) 상태로 제조된다.

바람직하게 사용되는 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산(또는, 예를 들어 나트륨염)의 경우에는, 함침 용액 내에서 2,4-비스(3-클로로프로피온아미도)벤젠 술폰산의 나트륨염으로부터 직접 제조할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따르는 방법은 전혀 건조되지 않은 상태(never-dried state)로 제공되는 섬유에 대해 실시된다.

전혀 건조되지 않은 용제-방사 섬유의 연속식 처리의 경우, 세척해 NMMO를 제거하고, 예를 들면 스퀴징(squeezing)에 의하여 50% 내지 500%의 소정의 습도로 조정한 절단 섬유는, 스크린 벨트의 이동시 느슨한 구조("플리스(fleece)")로 방직 보조제를 함유하는 배치(batch)와 접촉시킬 수 있고, 예를 들면 분무에 의하여 침윤시킬 수 있다("함침"). 플리스는 건조 섬유를 기준으로 0.2-15kg/m², 바람직하게는 1 내지 8kg/m²의 단위 면적당 중량을 가지며, 그리하여 함침 구역 내에서 섬유의 체류 시간은 1분 내지 25분, 바람직하게는 2분 내지 10분에 달할 수 있다. 섬유의 함침은 플리스의 한쪽 또는 양쪽으로부터 실시할 수 있으며, 그리하여 섬유와 처리 배치간의 비율(kg/kg)은 1:1 내지 1:50에 달할 수 있다. 그렇게 하는 경우, 방직 보조제는 선택적으로 필요한 촉매와의 혼합물로서 적용할 수도 있고, 촉매와 개별적으로 적용할 수도 있다.

함침 후, 플리스는 50% 내지 500%의 소정의 습도로 스퀴징되고, 스퀴징된 처리 배치는 함침 사이클로 반환되고, 플리스의 온도는 적합한 수단, 바람직하게는 고온 수증기에 의해 조절되어 유지되며, 그리하여 체류 시간은 약 2-15분에 달할 수 있다. 그렇게 하는 경우, 섬유는 배치와 함께 원하는 온도로 가열되고, 셀룰로오스는 방직 보조제와 반응하게 된다. 이러한 처리는 이를 통해 섬유가 건조되지 않도록 실시되는 것이 바람직하다.

이어서, 가능한 한 중화 조건 하에, 섬유를 세척해 고정되지 않은 반응 산물을 제거한다. 이를 위하여, 염기성으로 촉매된 가교결합제를 이용하여, 제1 세척 단계에 산성화 세척 배치를 사용할 수 있다. 개별적인 단계의 사용 농도 및/또는 세척 효율에 따라 다수의 세척 단계가 실시된다.

본 발명에 따라 사용되는 방직 보조제는 용제-방사 섬유를 함유하는 실(yarn), 직물 또는 편성물과 같은 섬유 어셈블리의 처리 및 기건조 섬유의 처리용으로 매우 적합하다. 섬유는 건조 상태 또는 비건조 상태로 제공될 수 있다.

나아가, 본 발명은 용제-방사 섬유 처리용 방직 보조제로서의 하기 일반식(I)의 화합물 또는 그의 염의 용도에 관한 것이다:

상기 식에서, R₁, R₂, R₃, 및 R₄는 이상에서 정의된 의미를 갖는다.

따라서, 상기 일반식(I)의 화합물은 용제-방사 섬유의 피브릴화 경향을 감소시키는 데 특히 적합하다.

그러나, 상기 일반식(I)의 화합물, 특히 상기 식에서 특히 R₁이 페닐인 경우의 화합물은 용제-방사 섬유의 자외선 흡수를 증가시키는 것으로 밝혀졌다.

본 발명은 또한 본 발명에 따르는 방법에 의하여 얻어질 수 있는 용제-방사 섬유, 및 그러한 용제-방사 섬유를 함유하는 섬유 어셈블리에 관한 것이다.

상기 일반식(1)에서 잔기 R₁이 페닐인 것을 특징으로 하는, 본 발명에 따라 사용되는 방직 보조제는 새로운 화합물이다. 따라서, 본 발명은 또한 하기 일반식(II)의 화합물 및 그의 염에 관한 것이다:

상기 식에서, R₂, R₃ 및 R₄는 이상에서 정의된 의미를 가지며,

단,

- R₄가 -OH이고, R₂ 및 R₃이 모두 -CH=CH₂인 경우, 2개의 아미노기는 서로 파라 위치(para-position)로 존재하지 않고,

- R₄가 -SO₃H이고, R₃이 모두 -CH=CH₂이고, 2개의 아미노기가 서로 오르토 위치(ortho-position)로 존재하는 경우, 칼슘염은 배제된다.

N,N'-(2-하이드록시-1,4-페닐렌)-비스-2-프로펜아미드는 "Chemical Abstracts"(American Chemical Society)에 등록 번호 105298-66-6 하에 등록되어 있다.

3,4-비스-[(1-옥소-2-프로페닐)아미노]벤젠 술폰산은 "Chemical Abstracts"(American Chemical Society)에 등록 번호 58772-33-1 하에 등록되어 있다.

본 발명에 따르는 화합물은 하기 일반식(VIII)의 화합물과 하기 일반식(IX)의 화합물을 반응시키고, 얻어지는 산물을 염의 형태로 선택적으로 전환시킴으로써 제조할 수 있다:

상기 식에서, R₂, R₃ 및 R₄는 이상에서 정의된 의미를 갖는다.

상기 일반식(II)의 화합물은 하기 일반식(X)의 화합물을 알칼리성 용액 중에서 일반식(II)에 따르는 화합물로 반응시킴으로써 제조할 수 있다:

상기 일반식(X)에서, R₅ 및 R₆은 모두 (CH₂)_n-X이고, 여기서 n은 2 내지 4이고, X는 할로겐이고,

상기 일반식(II)에서, R₂ 및 R₃은 (CH₂)_m-CH=CH₂이고, 여기서 m은 n-2이다.

상기 일반식(X)의 화합물은 새로운 것으로서, 하기 일반식(VIII)의 화합물과 하기 일반식(IX)의 화합물을 반응시키고, 얻어지는 산물을 염의 형태로 선택적으로 전환시킴으로써 제조할 수 있다:

상기 식에서, R₄, R₅ 및 R₆은 이상에서 정의된 의미를 가짐.

실시예 1: 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산 나트륨염의 제조

자동 교반기가 장착된 5ℓ 비커 내에서, 66g의 KH₂P0₄ 및 3g의 Na₂HP0 ₄를 1.5ℓ의 H₂O(pH=6.4)에 용해시켰다. 100g(=0,53mol)의 2,4-디아미노벤젠 술폰산을 첨가한 후, 얼음을 이용해 용액을 <1℃로 냉각시켰다 70분 이내에, 260㎖(=233g, 2,58mol)의 아크릴산 클로라이드를 적하 깔때기(drip funnel)를 통해 점적하여 첨가하고, 20%의 NaOH 용액을 첨가해, pH값을 대략 3.5로 조절하였다(3 이하 및 4 이상의 pH값은 피해야 함). 얼음을 이용해 용액의 온도를 <1℃로 유지시켰다. 첨가가 종료되면(최종 부피=5ℓ), 1시간 동안 교반을 실시해, 용액의 온도가 실온(RT)이 되도록 하였다.

NaOH를 이용해 중화시킨 후, 검은색 용액으로부터 소량의 백색 고형물을 여과시키고, 얻어진 여과물에 충분한 NaCl을 첨가해 20% 용액으로 만들고, 얻어진 용액을 하룻밤 동안 저속 교반하였다. 초기의 회색 침전물을 여과시키고, 20%의 NaCl 용액으로 세척한 뒤, 대략 65℃ 하의 건조 캐비닛 내에서 건조시켰다(24시간 동안).

HPLC 및 NMR 분광분석을 통해 최종 산물을 분석하였다.

수율: 152g(=90% d. Th.) 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산-나트륨염.

실시예 2: 2,4-비스(3-클로로프로피온아미도)-벤젠 술폰산-나트륨염의 제조

38,8g의 2,4-디아미노벤젠 술폰산(제조사 BASF)을 600㎖의 물에 분산시키고, 교반하였다. 용해된 NaOH를 이용해 pH값을 6.5로 조절하였다. 10℃로 냉각시킨 후, 온도를 5-10℃로 유지시키면서, 5.3g의 3-클로로-프로피오닐 클로라이드를 점적하여 첨가하여(0.5시간), pH값을 3.0-3.5로 유지시켰다. 첨가를 종료한 후, 미량의 모노아크릴레이트화 산물이 여전 존재하는 지의 여부를 박막 크로마토그래피를 통해 측정하였다. 따라서, 추가로 13g의 산 클로라이드를 첨가하여, 반응을 종료시켰다. pH값을 5로 상승시킨 후, 20 w/v%의 NaCl 용액을 사용해 염출(salting out)하고, 형성된 회색 고형물을 여과시켰다. 케이크를 150㎖의 염화나트륨 용액(20 w/v%)으로 세척하고, 65℃ 하에 오븐-건조시켜, 146g의 산물을 얻었다.

실시예 3:

WO 93/19230에 개시된 방법에 따라 제조된, 1.3 dtex의 역치를 가지는 용제-방사 섬유를 전혀 건조되지 않은 상태에서 다음과 같이 처리하였다:

30℃에서 4분 동안, 2,4-비스(아크릴아미도)-벤젠 술폰산의 나트륨염 50g/ℓ 및 황산나트륨 100g/ℓ을 함유하는 용액을 섬유에 1:10의 배치 비율로 함침시키고, 추가 2분 동안 함침을 지속하였다. 용액은 12.7의 pH값을 가졌다. 이어서, 스퀴저(squeezer)를 이용해 섬유를 스퀴징하여 수분 함량을 100%-110%로 만들고, 100℃에서 4분 동안 포화 스팀(100%)으로 가열 처리하고, 세척하여 건조시켰다.

개별 섬유의 습식 내마모성에 의하여 섬유의 피브릴화 정도를 측정하였다(WO 99/19555에 따르는 테스트 방법). 이 테스트 방법에 따르면, 본 발명에 따라 처리된 샘플은 560회전의 평균값을 나타내는 것으로 확인되었다. 이에 비하여, 비처리 섬유는 단지 40-60회전의 습식 마모값을 나타내었다. 처리된 섬유의 질소 함량은 0.34%에 달하였다.

실시예 4:

실온(RT)에서 2분 동안, 1.3 dtex의 역치를 가지는 전혀 건조되지 않은 용제-방사 섬유에, 함침 직전에 4g/ℓ의 NaOH를 첨가한, 50g/ℓ의 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산의 나트륨염 및 50g/ℓ의 황산나트륨을 함유하는 용액(용액의 pH=12.7)을 1:10의 배치 비율로 함침시켰다. 그런 다음, 스퀴저(Fouland)를 이용해 섬유를 스퀴징하여 수분 함량을 100%-110%로 만들고, 6분 동안 포화 스팀으로 가열 처리하고, 세척하여, 건조시켰다.

이러한 방식으로 처리된 섬유의 습식 내마모성을 측정한 결과, 1180회전의 평균값이 얻어졌다. 섬유의 질소 함량은 0.38%에 달하였다.

실시예 5: 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산의 인시츄 제조

50g/ℓ의 2,4-비스(3-클로로프로피온아미도)벤젠 술폰산의 나트륨염을 함유하는 용액을 30℃ 하에 1Og/ℓ의 수산화나트륨과 혼합하고, 상기 온도에서 20분간 교반하였다. 30℃ 하에서 2분 이상 동안, 전혀 건조되지 않은 용제-방사 섬유(역치=1.3 dtex)에 상기 용액에 1:10의 배치 비율로 함침시켰다. 그런 다음, 100g/ℓ의 황산나트륨을 함침 용액에 용해시키고, 2분 후, 4g/ℓ의 NaOH를 첨가하였다. 30℃에서 추가 30분 동안 함침시킨 후, 섬유를 스퀴징하여 수분 함량을 100%-110%로 만들고, 4분 동안 포화 스팀으로 가열 처리하고, 세척하여 건조시켰다.

이러한 방식으로 처리된 섬유의 습식 내마모성을 측정한 결과, 780회전의 평균값이 얻어졌다. 섬유의 질소 함량은 0.34%에 달하였다.

실시예 6: 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산의 인시츄 제조

50g/ℓ의 2,4-비스(3-클로로프로피온아미도)벤젠 술폰산의 나트륨염을 함유하는 용액을 30℃ 하에 1Og/ℓ의 수산화나트륨과 혼합하고, 이 온도에서 20분간 교반하였다. 상기 용액에 100g/ℓ의 황산나트륨 및 4g/ℓ의 NaOH를 용해시켰다. 30℃ 하에서 2분 이상 동안, 전혀 건조되지 않은 용제-방사 섬유(역치=1.3 dtex)로 이루어진 플리스 시편에 상기 용액을 1:10의 배치 비율로 함침시켰다. 그런 다음, 플리스 시편을 스퀴징하여 수분 함량을 100%-110%로 만들고, 4분 동안 포화 스팀으로 가열 처리하고, 세척하여, 건조시켰다.

이러한 방식으로 처리된 섬유의 습식 내마모성을 측정하여, 570회전의 평균값을 얻었다. 섬유의 질소 함량은 0.39%에 달하였다.

실시예 7:

실온(RT)에서 2분간, 함침 직전에 4g/ℓ의 NaOH를 첨가한, 50g/ℓ의 2,4-비스(아크릴아미도)벤젠 술폰산의 나트륨염 및 50g/ℓ의 황산나트륨을 함유하는 수용액(용액의 pH=12.7)을 건조된 편성물에 1:30의 배치 비율로 함침시켰다. Fouland를 이용해 1 bar의 압력으로 과량의 용액을 스퀴징하였다. 편성물을 100℃의 수증기로 5분간 가열 처리하였다. 이어서, 편성물을 2% 아세트산 및 물로 반복 세척하고, 끝으로 건조시켰다.

편성물의 개별 섬유를 제조하여, 습식 마모 테스트를 실시하였다. 습식 마모 테스트의 평균값은 650회전에 달하였다.

실시예 8:

용제-방사 섬유로 이루어진 비건조 편성물을 실시예 7에 제시된 바와 같이 처리하여, 습식 마모 테스트를 실시하였다. 습식 마모 테스트의 평균값은 620회전에 달하였다.

실시예 9:

60g/ℓ의 비스아크릴아미도 아세트산을 함유하는 용액을 30℃ 하에 21g/ℓ의 수산화나트륨과 혼합하고, 교반한 뒤, 1.3 dtex의 역치를 가지는 전혀 건조되지 않은 용제-방사 섬유에 50℃ 하에서 2분 동안 상기 용액을 1:10의 배치 비율로 함침시켰다. 그런 다음, 스퀴징하여 수분 함량을 100%-110%로 만들고, 4분 동안 포화 스팀으로 가열 처리하고, 세척하여, 건조시켰다.

개별 섬유의 습식 내마모성은 700회전의 평균값으로 산출되었다. 섬유의 질소 함량은 0.33%에 달하였다.

실시예 10:

60g/ℓ의 비스아크릴아미도 아세트산을 함유하는 용액을 실온 하에 21g/ℓ의 수산화나트륨과 혼합하고, 교반한 뒤, 1.3 dtex의 역치를 가지는 전혀 건조되지 않은 용제-방사 섬유에 상기 용액을 1:10의 배치 비율로 첨가한 다음, 실온에서 2분 동안 함침시켰다. 그런 다음, 100g/ℓ의 황산나트륨을 상기 용액에 첨가하고, 50℃에서 추가 3분 동안 함침을 지속시켰다. 그런 다음, 스퀴징하여 수분 함량을 100%-110%로 만들고, 4분 동안 포화 스팀으로 가열 처리하고, 세척하여, 건조시켰다.

개별 섬유의 습식 내마모성은 700회전의 평균값으로 산출되었다. 섬유의 질소 함량은 0.32%에 달하였다.

실시예 11:

60g/ℓ의 비스아크릴아미도 아세트산을 함유하는 용액을 실온 하에 21g/ℓ의 수산화나트륨과 혼합하고, 교반한 뒤, 1.3 dtex의 역치를 가지는 전혀 건조되지 않은 용제-방사 섬유에 상기 용액을 1:10의 배치 비율로 첨가한 다음, 실온에서 5분 동안 함침시켰다. 그런 다음, 스퀴징하여 수분 함량을 100%-110%로 만들고, 4분 동안 포화 스팀으로 가열 처리하고, 세척하여, 건조시켰다.

개별 섬유의 습식 내마모성은 320회전의 평균값으로 산출되었다. 섬유의 질소 함량은 0.31%에 달하였다.

Claims

섬유(fiber)를 알칼리성 환경 하에 방직 보조제(textile auiliary agent)와 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 방직 보조제로서 하기 일반식(I)의 화합물 또는 그의 염을 사용하는 것을 특징으로 하는 용제-방사(solvent-spun) 셀룰로오스 섬유의 처리 방법:

상기 식에서,

R₁은 1개 내지 4개의 C 원자를 포함하는 직쇄 또는 분지쇄, 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는 가교 연결(bridging link)이고,

R₂ 및 R₃은 동일하거나 상이한 것으로서, (CH₂)_m-CH=CH ₂로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 여기서 m은 0 내지 2이고,

R₄는 알칼리성 환경에서 이온화 가능한 기 및/또는 이온기를 나타냄.
제1항에 있어서,

R₄는 -SO₃H, -COOH, -OH 및 -SH로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

사용되는 상기 방직 보조제에서, R₂ 및 R₃이 모두 (CH₂)_m-CH=CH ₂인 것을 특징으로 하는 처리 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방직 보조제로서 하기 일반식(II)의 화합물 또는 그의 염이 사용되는 것을 특징으로 하는 처리 방법:
제4항에 있어서,

상기 방직 보조제로서 하기 일반식(III)의 화합물 또는 그의 염이 사용되는 것을 특징으로 하는 처리 방법:
제5항에 있어서,

상기 방직 보조제로서 하기 일반식(IV)의 화합물 또는 그의 염이 사용되는 것을 특징으로 하는 처리 방법:
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방직 보조제로서 하기 일반식(V)의 화합물 또는 그의 염이 사용되는 것을 특징으로 하는 처리 방법:
제7항에 있어서,

상기 방직 보조제로서 하기 일반식(VI)의 화합물 또는 그의 염이 사용되는 것을 특징으로 하는 처리 방법:
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방직 보조제가 나트륨염, 리튬염, 칼륨염, 칼슘염 또는 마그네슘염의 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 섬유를 상기 방직 보조제의 알칼리성 용액과 접촉시키는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

하기 일반식(VII)의 화합물의 알칼리성 용액을 제조하고, 상기 섬유와 접촉시키기 전 또는 접촉시키는 동안에, 상기 알칼리성 용액 중의 상기 화합물을 반응시켜 상기 일반식(I)에 따르는 방직 보조제를 얻는 것을 특징으로 하는 처리 방법:

상기 일반식(VII)에서, R₅ 및 R₆은 모두 (CH₂)_n-X이고, 여기서 n은 2 내지 4이고, X는 할로겐이며,

상기 일반식(I)에서, R₂ 및 R₃은 모두 (CH₂)_m-CH=CH₂이고, 여기서 m이 n-2임.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 섬유가 전혀 건조되지 않은 상태(never-dried state)로 제공되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 섬유가 섬유 어셈블리 또는 섬유 어셈블리의 성분으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
용제-방사 셀룰로오스 섬유 처리용 방직 보조제로서의 하기 일반식(I)의 화합물 또는 그의 염의 용도:

상기 식에서, R₁, R₂, R₃, 및 R₄는 제1항에 정의된 의미를 가짐.
제14항에 있어서,

용제-방사 셀룰로오스 섬유의 피브릴화(fibrillation) 경향을 감소시키기 위한 것을 특징으로 하는 용도.
제14항 또는 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

용제-방사 셀룰로오스 섬유의 자외선 흡수를 증가시키기 위한 것을 특징으로 하는 용도.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따르는 방법에 의하여 제조되는 용제-방사 셀룰로오스 섬유.
제13항에 따르는 방법 따라 제조된 용제-방사 셀룰로오스 섬유를 함유하는 섬유 어셈블리.
하기 일반식(II)의 화합물 및 그의 염:

상기 식에서, R₂, R₃ 및 R₄는 제1항에 정의된 의미를 가지며,

단,

- R₄가 -OH이고, R₂ 및 R₃이 모두 -CH=CH₂인 경우, 2개의 아미노기는 서로 파라 위치(para-position)로 존재하지 않고,

- R₄가 -SO₃H이고, R₃이 모두 -CH=CH₂이고, 2개의 아미노기가 서로 오르토 위치(ortho-position)로 존재하는 경우, 칼슘염은 배제됨.
하기 일반식(VIII)의 화합물과 하기 일반식(IX)의 화합물을 반응시키고, 얻어지는 산물을 염의 형태로 선택적으로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 제19항에 따르는 화합물의 제조 방법:

상기 식에서, R₂, R₃ 및 R₄는 제1항에 정의된 의미를 가짐.
하기 일반식(X)의 화합물을 알칼리성 용액 중에서 반응시켜 일반식(II)에 따르는 화합물을 얻는 것을 특징으로 하는, 제19항에 따르는 화합물의 제조 방법:

상기 일반식(X)에서, R₅ 및 R₆은 모두 (CH₂)_n-X이고, 여기서 n은 2 내지 4이고, X는 할로겐이고,

상기 일반식(II)에서, R₂ 및 R₃은 (CH₂)_m-CH=CH₂이고, 여기서 m은 n-2임.