KR20050070244A - 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물에 관한 것으로서, 폴리디메틸실록산계 베이스 오일 성분의 방사유제에 숙시네이트계 염과 아미노 실란계의 혼합물을 첨가시킨 것으로서 아세테이트 섬유와의 교편직 후 장기간 보관시 아세트산에 의해 스판덱스가 취화되어 강도 및 신축성이 저하하는 단점을 개선한 것이다.

Description

스판덱스 섬유용 방사유제 조성물{A spinning oil composition for the manufacture of spandex fiber}

본 발명은 스판덱스 섬유 제조용 유제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스판덱스 방사직후에 부착되는 유제에 숙시네이트계 염과 아미노 실란계와의 혼합물을 용해시켜 첨가함으로서 내산특성을 향상시킨 스판덱스용 방사유제에 관한 것이다.

스판덱스는 85중량% 이상의 우레탄(urethane) 결합을 갖는 고신축성 폴리우레탄계 섬유로서 일반적으로 폴리우레탄을 함유하는 방사용액을 노즐을 통해 압출하고, 용매를 증발, 건조시키기 위해 가열기체를 도입하는 건식방사; 방사수욕을 통과시켜 용매를 용출시키면서 동시에 폴리머를 응고시키는 습식방사; 아민 쇄신장제를 함유하는 반응액중에 이소시아네이트를 지닌 프리폴리머(prepolymer) 용액을 노즐을 통해 압출시켜 쇄신장 반응시키는 화학방사; 또는 폴리우레탄을 가열용융상태에서 노즐을 통해 압출하고 냉각시키는 용융방사를 통해 제조한다.

상기 방식으로 제조된 스판덱스 섬유는 우수한 탄성 회복율과 600∼700% 수준의 높은 신도를 보유하여 수영복과 같은 고신축성 편직물에 많이 이용되고 있으며, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 면, 양모, 아세테이트 등의 다른 원사와 교직 또는 교편함으로서 교편, 직물에 고기능성을 부여하고 있다.

그러나, 아세테이트 섬유와 교편, 직 한 후 생지를 장기간 롤로 보관하였을 때 아세테이트 섬유에서 발생하는 아세트 산에 의하여 스판덱스 섬유가 손상을 입어서 편직물내의 사절과 원단의 신축성 저하 등의 문제를 발생시킬 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 종래에는 스판덱스의 방사 유제 내에 아미노 실란 또는 숙시네이트계 염을 단독 첨가함으로서 내산특성을 확보하였으나, 상기 물질을 과량투입하면 유제내 상분리로 인하여 장기 보관시에 불안정성을 야기할 뿐만 아니라 완전히 용해되지 않은 상분리된 물질이 후공정에서 스컴발생과 같은 문제를 야기시켰다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스판덱스 방사 유제내에 내산특성을 부여하기 위해 숙시네이트계 염과 아미노 실란계와의 혼합물을 함께 첨가함으로서 아세테이트 섬유와의 교편, 직물을 장기 보관시 발생할 수 있는 아세트산에 의한 교편, 직물내의 스판덱스 원사의 사절과 신축성 저하와 같은 문제점을 개선한 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명은 10내지 15센티스토크의 폴리디메틸실록산을 주성분으로 하는 방사용 유제에 숙시네이트계 염과 아미노 실란계와의 혼합물을 전체 방사유제 조성물의 중량에 대하여 1.0 내지 20중량%을 첨가시킨 것을 특징으로 하는 내산특성을 보유한 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물에 관한 것이다.

상기 방사유제 조성물에는 상기 아미노 실란계 화합물과 숙시네이트계 염이 각각 0.5 ∼ 10중량% 첨가되어 있다.

본 발명에서 유제의 주성분인 폴리디메틸실록산은 화학식 1과 같은 구조단위를 갖는 화합물로써 점도는 임의로 선택 가능하지만, 방사공정에서의 균일한 유제 흡착 및 사에서의 유제탈착과 가이드류와의 점성저항을 고려할 때 10내지 15센티스트로크가 바람직하다.

화학식 1

(R₁, R₂는 수소원자, 알킬기 또는 아릴기이고, n은 100∼10,000임.)

본 발명에서 아미노 실란은 화학식 2와 같은 구조 단위를 가지며 유제와의 분산용해성을 고려하여 수평균 분자량 200∼400수준이 적합하다.

화학식 2

(R₁, R₂, R₃는 수소원자, 알킬기 또는 아릴기이고, n은 1∼3임.)

본 발명에서 숙시네이트계 염은 아래 화학식 3의 구조식을 가지며 상온에서도 유제의 베이스 성분과 상용성을 가지지만, 10중량%를 초과하여 용해시킬 경우 용해성이 급격히 저하되어 가온하여 용해하더라도 시간이 경과함에 따라 염으로 재침전하므로 10중량%이하를 첨가하는 것이 바람직하다.

화학식 3

R,R' : 아릴 또는 알킬기,

A : 산화 혹은 과산화 S 또는 P 또는 Cl (예 ; SO₃ ^-, PO₃ ^-, Cl^-,, 등)

B : Na, K, Ca 등 알카리 금속 및 토금속류

본 발명에 의한 스판덱스 섬유용 유제를 스판덱스 방사 이후에 스판덱스 섬유에 부여하면 스판덱스의 내산성을 향상시켜서 산에 의한 스판덱스 원사의 손상을 방지하기 때문에 아세테이트 원사와의 교편, 직물을 장기 보관하더라도 사절에 의한 원단의 강력저하나 신축성 저하 문제점을 개선할 수 있다.

이하에서 실시 예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나 아래의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.

실시예 및 비교예

폴리에테르형 스판덱스 섬유의 건식방사 직후에 표1과 같은 조성을 갖는 유제를 사에 부착하여 3필라멘트 40데니어의 폴리에테르형 스판덱스를 제조한 후 스판덱스 섬유의 산처리전후의 강력유지율을 평가하여 표1에 나타내었다.

내산성을 부여하는 아미노실란과 숙시네이트계염의 함량비율을 제외하고는 비교예 및 실시예와 같은 조성의 방사유제를 사용한 후 물성을 평가하였다.

스판덱스 섬유의 산처리는 밀폐된 용기내에 아세트산을 넣고, 이 용기내에서 원사를 25% 신장하여 상온에서 24시간 아세트산 증기로 처리하였으며, 시료를 처리하기 전후에, Instron을 이용하여 절단 강력을 각각 측정하였다.

Instorn 측정시 시료 길이는 50mm이며, 상부 축의 상승 속도는 100mm/min로 하여 파단되었을 때의 하중을 측정하였고, 산처리전의 절단강력(a)과 산처리후의 절단강력(b)으로부터 강력 유지율(b/a)을 구하였다.

< 표 1 >

	유제 성분(중량%)			유제부착량(%)	산처리전강력(gf)	산처리후강력(gf)	강력유지율(%)	유제상분리(72시간 경과)
	폴리디메틸실록산	아미노실란	디옥틸 설포숙시네이트 소디움염
비교예1	100	-	-	5.5	56	24.6	44	없음
비교예2	99.8	0.2	-	5.5	56	28.0	50	없음
비교예3	99.8	-	0.2	5.5	57	27.4	48	없음
비교예4	99.6	0.2	0.2	5.5	55	28.6	52	없음
비교예5	99.5	0.5	-	5.5	56	39.2	70	없음
비교예6	99.5	-	0.5	5.5	57	38.8	68	없음
비교예7	89.0	11.0	-	5.5	56	45.9	82	발생
비교예8	89.0	-	11.0	5.5	57	45.6	80	발생
비교예9	78.0	11.0	11.0	5.5	57	56.4	99	발생
실시예1	99.0	0.5	0.5	5.5	55	42.9	78	없음
실시예2	90.0	5.0	5.0	5.5	56	53.2	95	없음
실시예3	90.0	3.0	7.0	5.5	57	55.9	98	없음
실시예4	90.0	7.0	3.0	5.5	55	53.4	97	없음
실시예5	80.0	10.0	10.0	5.5	56	55.2	98.5	없음

실시예와 비교예로 알 수 있는 바와 같이 아미노실란과 설포숙시네이트 염을 함께 첨가한 본 발명의 방사유제를 사용한 경우에는 사용하지 않은 경우보다 산처리후 강력유지율이 크게 증가함을 알 수 있으며, 첨가함량이 증가함에 따라 강력유지율이 증가함을 보임으로서 상기화합물에 의한 내산 효과를 확인 할 수 있다.

그러나, 첨가 함량이 본 발명의 범위를 초과하면 강력유지율은 더이상 향상되지 않았다.

또한, 상기화합물을 단독사용하고 10중량 %를 초과하여 투입시에는 시간 경과함에 따라 유제내에서 상분리 문제가 발생하였으며, 혼합사용하였을 때는 유제와의 상용성과 내산효과가 동시에 증대되는 결과를 보였다.

본 발명에 의한 방사유제 조성물을 스판덱스 섬유의 방사 직후에 스판덱스 섬유에 부여하면 스판덱스 섬유의 내산성을 향상시키므로 아세테이트 원사와의 교편, 직후 산에 의한 스판덱스 원사의 손상을 방지할 수 있기 때문에 교편, 직물의 장기 보관시 발생하는 강력저하에 의한 사절 및 원단의 신축성 저하 문제점을 개선 할 수 있다.

Claims (5)

1. 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물로서, 폴리디메틸실록산계의 베이스 오일 성분에 아미노 실란계 화합물과 숙시네이트계 염과의 혼합물을 방사유제 조성물의 전체 중량에 대하여 1 내지 20중량%첨가한 것을 특징으로 하는 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 아미노 실란계 화합물과 숙시네이트계 염을 각각 0.5 ∼ 10중량% 첨가한 것을 특징으로 하는 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물.
3. 제 1항에 있어서 상기 폴리디메틸실록산은 화학식(1)의 구조식을 가지며, 10내지 15센티스토크의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물.

   화학식 1

   (여기서 R₁과 R₂는 수소원자, 알킬기 또는 아릴기이고, n은 100∼10,000임.)
4. 제 1항에 있어서 아미노 실란계 화합물은 수평균 분자량 200∼400이고, 화학식(2)와 같은 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물.

   화학식 2

   (R₁, R₂, R₃, R₄는 수소원자, 알킬기 또는 아릴기이고, n은 1∼3임.)
5. 제 1항에 있어서 설포숙시네이트계 염은 화학식 3과 같은 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 스판덱스 섬유용 방사유제 조성물.

   화학식 3

   (A: SO₃ ^-, PO₃ ^-, Cl^-이며, B: Na⁺, K ⁺, Ca²⁺등의 알카리 금속 및 토금속류)