KR20190042600A - Method for producing cation-exchangeable polyester fiber - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 먼저 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트, 에틸렌 글리콜 및 촉매를 혼합한 후 에스테르 교환 반응시키고, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 착물 이온 조절제 및 황산을 첨가하여 조제하며, 테레프탈산, 에틸렌 글리콜, 촉매 및 소광제를 혼합한 후 에스테르화 반응을 수행하고, 이어서 에스테르 교환 반응 후 조제하여 얻어진 생성물을 에스테르화 반응 종료점에 도달한 반응계에 첨가하여 축합 반응을 실시하여 방사 용융체를 제조하며, 마지막으로 방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링, 연신, 열고정 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 본 발명의 방법은 폴리에스테르 제조 과정에서 생성되는 불순물을 감소시킴으로써, 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 감소시키고, 사용 주기를 연장시키며, 생산 비용을 감소시키고, 전체 생산 공정의 연속성 및 안전성을 더욱 보장하며, 우수한 경제적 가치 및 보급 가치를 구비한다.The present invention relates to a method for producing a cationic fluorine-containing polyester fiber. First, sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, ethylene glycol and a catalyst are mixed and then transesterified. After completion of the reaction, An ion regulator and sulfuric acid to prepare an esterification reaction. After the esterification reaction is carried out after mixing terephthalic acid, ethylene glycol, a catalyst and a quencher, the resulting product is added to the reaction system having reached the end of the esterification reaction And a condensation reaction is carried out to prepare a spinning melt. Finally, the spinning melt is metered, extruded, cooled, oil-ringed, stretched, heat set and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The method of the present invention reduces the pressure build-up of spinning assemblies and filters, extends the service life, reduces production costs, and ensures continuity and safety of the entire production process by reducing impurities generated during the polyester manufacturing process And has excellent economic value and dissemination value.

Description

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법Method for producing cation-exchangeable polyester fiber

본 발명은 폴리에스테르 방사 분야에 관한 것으로, 구체적으로 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of polyester spinning, and more particularly, to a method for producing a cationophilic polyester fiber.

PET 섬유가 고결정도, 고배향도 및 고유리화 온도 등 특성을 구비하기에 상압에서 담체가 없는 상태에서 염료가 PET 분자 내로 확산되기 어려워 염색이 어렵기 때문에 PET 섬유의 염색은 고온 고압 또는 담체가 존재하는 조건에서 진행되어야 한다. 양이온 염료 가염형 PET 칩(CDP)은 폴리에스테르 염색이 어려운 단점을 극복한 PET의 고분자 사슬에 제3 성분을 도입하여 형성된 공중합체이고, 현재 대유광 및 세미덜 PET 칩을 잇는 또 다른 PET 품종으로서, 제3 성분은 일반적으로 강산성 설폰산 나트륨 그룹 -SO3Na를 함유하고, 설폰산 나트륨 그룹은 양이온 염료와 화학적으로 반응할 수 있고 염료에 대한 친화도를 구비하여 염료가 섬유에 고정되기 쉽게 함으로써 염색된 직물의 색상이 밝고, 크로마토그램이 완전하며, 염색율이 높고, 세척 후 퇴색 및 탈색되지 않는 장점을 있어 현대 생활의 다양한 요구를 충족시킬 수 있다. 따라서 최근에는 양이온 염료 가염형 PET가 신속하게 발전하고 있다.Since the PET fiber has characteristics such as degree of cementation, high degree of gravity, and high vitrification temperature, it is difficult to dye the dye into the PET molecule in the absence of carrier at normal pressure, so that dyeing of the PET fiber is carried out at high temperature, Condition. Cationic Dye Phosphoric Acid PET (CDP) is a copolymer formed by introducing a third component into the polymer chain of PET overcoming the disadvantage of difficulty in dyeing with polyester, and it is now another PET variety and the third component generally contains a strongly acidic sulfonic acid sodium group -SO 3 Na, sodium sulfonate group by an easy to dye having an affinity for the dye, and can be chemically reactive with the cationic dye is fixed to the fiber It is able to meet the various demands of modern life because the color of the dyed fabric is bright, the chromatogram is complete, the dyeing rate is high, and after washing, it is not discolored or discolored. Recently, cationic dye-transferable PET has been rapidly developed.

그러나 CDP용융체에 제3 성분을 첨가함으로써, 겉보기 점도가 비교적 크고, 생산 과정에서 생성된 불순물도 이에 따라 증가하여 일부 방사 어셈블리의 압력 및 필터의 압력차가 빨리 상승하게 되며, 동시에 파이프 내벽에 탄화 코킹재가 생성되고, 이러한 탄화 코킹재는 파이프의 내벽에 부착되어 파이프라인 시스템이 막히기 쉽고 제거가 쉽지 않아, 파이프 준설 작업에 큰 어려움을 초래한다. 또한, 이러한 섬유의 생산 과정에서 필터의 사용 주기가 크게 감소해, 일반적으로 1주일에 불과하고, 기타 일부 방사 어셈블리의 사용 주기는 일반적으로 10일에 불과하므로, 자주 세정하고 방사 어셈블리를 자주 교체해야 한다. 이는 운영 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 전체 생산 공정의 연속성 및 안전성에도 영향을 미친다.However, by adding the third component to the CDP melt, the apparent viscosity is relatively large, and the impurities generated in the production process also increase accordingly, so that the pressure difference of some radiator assemblies and the pressure difference of the filter quickly rise. At the same time, And this carbonized caulking material adheres to the inner wall of the pipe, so that the pipeline system is likely to be clogged and is difficult to remove, resulting in great difficulty in pipe dredging work. Also, since the use period of the filter is greatly reduced during the production of such fibers, it is generally only one week, and the usage period of some other radiation assemblies is generally only 10 days, so frequent cleaning and frequent replacement of the radiation assemblies do. This not only increases operating costs, but also affects the continuity and safety of the entire production process.

따라서, 폴리에스테르의 생산 과정에서 불순물의 발생을 효과적으로 감소시킬 수 있는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법을 개발할 필요성이 절실히 요구되고 있다. Therefore, there is a desperate need to develop a method for producing cationic flame-type polyester fiber which can effectively reduce the generation of impurities in the production process of polyester.

양이온 염료 가염형 폴리에스테르의 생산 과정에서, 폴리에스테르 섬유의 염색율을 향상시키기 위해 흔히 술폰산기(-SO3 -)를 갖는 제3 성분이 첨가되는데 술폰산기(-SO3 -)의 구조적 특징은 하기와 같다. 1) 술폰산기(-SO3 -)는 상이한 방향에서 금속 이온에 연결되어 구조적 차원이 보다 큰 복합체를 형성하거나 수소 결합 수용체로서 상이한 방향에서 동시에 3개의 수소 결합을 수용하여 발산성 수소 결합을 형성할 수 있는 3개의 산소 원자를 갖는다. 2) 술폰산기는 강한 전자 흡인 능력을 가지고, 벤젠 고리의 π 전자 밀도를 감소시킬 수 있으며, 금속 착체의 전기 기능을 강화시켜 기공 모양의 착물을 쉽게 형성할 수 있다. 3) 술폰산기의 배위도는 조절 가능하다. 술폰산기(-SO3 -)와 금속 이온 사이에는 10가지 이상의 서로 다른 배위 방식이 존재하여 금속 및 전이 금속과 배위할 수 있다.In the course of the production of the cationic dye-dyeable polyester, a third component having a sulfonic acid group (-SO 3 - ) is often added to improve the dyeing rate of the polyester fiber. The structural characteristic of the sulfonic acid group (-SO 3 - ) is As shown below. 1) The sulfonic acid group (-SO 3 - ) is connected to the metal ion in different directions, so that the structural dimension forms a larger complex or accepts three hydrogen bonds in different directions simultaneously as a hydrogen bond acceptor to form divergent hydrogen bonds Having three oxygen atoms. 2) The sulfonic acid group has a strong electron withdrawing ability and can decrease the electron density of the benzene ring and can enhance the electric function of the metal complex to easily form a pore-like complex. 3) The coordination degree of the sulfonic acid group is adjustable. More than ten different coordination schemes exist between the sulfonic acid group (-SO 3 - ) and the metal ion and can coordinate with the metal and the transition metal.

양이온 염료 가염형 폴리에스테르 중합 단계에서는 흔히 Sb계 촉매(에틸렌 글리콜 안티모니 또는 산화 안티몬)를 첨가하는데 일반적인 첨가량은 테레프탈산의 만분의 몇 정도이나 코킹재에서 Sb의 함량은 매우 높아 이러한 Sb는 모두 촉매로부터 유래된 것임이 자명하다. 금속 Sb의 농축은 Sb계 촉매의 안티몬 이온이 제3 성분 및/또는 중합체의 술폰산기(-SO3 -)와 배위 결합에 의해 쉽게 배위 화합물을 형성함으로 인한 것으로, 일단 안티몬 이온과 술폰산기(-SO3 -)가 결합 작용 방식으로 농축되면 방사 용융체 중 불순물이 증가되고, 용융체 파이프 내벽에 탄화 코킹재가 생성되어 파이프 시스템이 막히게 된다. 이러한 탄화 코킹재의 불용성은 파이프의 준설 작업에 매우 큰 어려움을 초래함과 동시에 일부 어셈블리의 압력, 필터의 압력차가 빨리 상승하게 되어 필터와 일부 어셈블리의 사용 주기에 심각한 영향을 미친다. 필터의 사용 주기는 불과 1주일이고, 어셈블리의 사용 주기는 불과 10일 정도이다. 세정 횟수 및 어셈블리의 교체 빈도의 증가는 운영 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 전체 생산 공정의 연속성 및 안전성에도 영향을 미친다. 따라서, 이러한 불순물의 발생을 감소시키는 것은 양이온 염료 가염형 폴리에스테르 섬유를 방사시키는데 있어서 관건이다.Cationic dyestuffs In the polymerization step of the cationic dyes, an Sb-based catalyst (ethylene glycol antimony or antimony oxide) is usually added, but the addition amount of terephthalic acid is several times as high as that of terephthalic acid, and the content of Sb in the caulking material is very high. It is obvious that it is derived. Concentration of the metal Sb is due to the fact that the antimony ion of the Sb-based catalyst easily forms a coordination compound by coordination bonding with the third component and / or the sulfonic acid group (-SO 3 - ) of the polymer. Once the antimony ion and the sulfonic acid group SO 3 - ) is concentrated in a binding mode, impurities in the spinning melt are increased, and carbonized caulking material is formed on the inner wall of the melt pipe, thereby clogging the pipe system. The insolubility of the carbonized caulking material causes a great difficulty in the dredging of the pipe, and at the same time, the pressure difference of some assemblies and the pressure difference of the filter increase rapidly, seriously affecting the usage period of the filter and some assemblies. The use frequency of the filter is only one week, and the use frequency of the assembly is only about 10 days. Increasing the frequency of cleaning and replacement of assemblies not only increases operating costs, but also affects the continuity and safety of the entire production process. Therefore, reducing the generation of such impurities is a key factor in radiating cationic dye-transferable polyester fibers.

본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 상기 문제점을 해결하고 폴리에스테르 제조 과정에서 생성된 불순물을 효과적으로 감소시키는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a cation-exchangeable polyester fiber which solves the above-mentioned problems existing in the prior art and effectively reduces impurities generated in the course of polyester production.

상기 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 기술적 해결수단을 적용한다.In order to solve the above problems, the present invention applies the following technical solutions.

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.The production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber includes the following steps.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트(Sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 촉매를 혼합한 후 에스테르 교환 반응을 수행하고, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 착물 이온 조절제 및 황산을 첨가하여 조제하되, 상기 착물 이온 조절제는 칼륨 글리콜, 나트륨 글리콜 및 칼슘 글리콜 중 하나 이상이며;(1) Sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, ethylene glycol, and a catalyst are mixed and ester exchange reaction is performed. After completion of the reaction, ethylene glycol, A complex ion modifier and sulfuric acid, wherein the complex ion modifier is at least one of potassium glycol, sodium glycol and calcium glycol;

에스테르 교환 반응 후 에틸렌 글리콜을 첨가하는 목적은 에틸렌 글리콜 용액 중의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트(SIPE)의 농도를 조절하기 위한 것으로, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트의 농도가 40 wt%보다 높을 경우 침전이 발생하고, 후속 반응에 불리하며; 선행 기술 중 양이온 염료 가염형 폴리에스테르 중합 단계에 사용되는 촉매는 일반적으로 에틸렌 글리콜 안티모니 또는 산화 안티몬이고, 촉매 중의 안티몬 이온과 PET 칩에 도입된 제3 성분 중의 술폰산기는 배위 화학 반응이 자주 발생하여 착물이 형성되며, 착물은 또한 제3 성분에 따라 자기 중합 반응을 발생시켜 코킹재를 생성하여 파이프 표면 및 방사 플레이트에 퇴적되고 막힘을 형성한다. 본 발명에서 착물 이온 조절제는 일정량의 안티몬 이온과 경쟁 관계인 공존 이온을 제공할 수 있고, 안티몬 이온과 술폰산기의 배위 작용에 영향을 미치고 약화시키며, 술폰산기와 촉매가 배위에 의해 형성하는 착물을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 즉 방사 용융체 중의 불순물을 감소시키며, 폴리에스테르의 양호한 유동 성능을 유지시키고, 나아가 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 방사성을 보장하며; 황산 중의 H+는 술폰산기와 반응하여 착물에 대해 영향을 줄 수 있고, H+의 존재로 인해 술폰산기가 배위 반응을 일으키는 능력이 감소되는데 이를 산성 효과(acid effect)라고 지칭할 수 있다. H+의 농도가 높을수록 산성 효과가 현저하고, 일정량의 산은 착물의 형성을 감소시킬 수 있으나, 양이 너무 많으면 폴리에스테르의 열 안정성에 영향을 미친다. 일정량의 황산을 첨가하면 착물의 생성을 감소시킬 수 있고, 폴리에스테르를 더 안정적으로 유동시킬 수 있다.The purpose of adding ethylene glycol after the transesterification reaction is to control the concentration of sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate (SIPE) in the ethylene glycol solution, and sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulphonate Is higher than 40 wt%, precipitation occurs and is disadvantageous to the subsequent reaction; In the prior art, the catalyst used in the cationic dye-transferable polyester polymerization step is generally ethylene glycol antimony or antimony oxide, and the sulfonic acid group in the third component introduced into the PET chip and antimony ion in the catalyst frequently undergoes coordination chemical reaction Complex is formed, and the complex also undergoes a self-polymerization reaction in accordance with the third component to produce a caulking material which is deposited on the pipe surface and the radiating plate to form a clog. In the present invention, the complex ion control agent is capable of providing a coexisting ion which is in competition with a certain amount of antimony ion, affects and weakens the coordination action of the antimony ion and the sulfonate group, and effectively decreases the complex formed by the sulfonate group and the catalyst . To reduce impurities in the spinning melt, to maintain good flow performance of the polyester, and to ensure the radioactivity of the cationic fluorophilic polyester fibers; H + in sulfuric acid reacts with the sulfonic acid group to affect the complex, and the presence of H + reduces the ability of the sulfonic acid group to cause a coordination reaction, which can be referred to as the acid effect. The higher the concentration of H + is, the more acidic the effect is, and the amount of acid can reduce the formation of the complex, but if it is too much, it affects the thermal stability of the polyester. Addition of a certain amount of sulfuric acid can reduce the formation of complexes and allow more stable flow of the polyester.

(2) 테레프탈산(terephthalic acid), 에틸렌 글리콜, 촉매 및 소광제를 혼합한 후 에스테르화 반응을 수행하되, 상기 소광제는 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자이다.(2) an esterification reaction is performed after mixing terephthalic acid, ethylene glycol, a catalyst and a quencher, wherein the quencher is titanium dioxide particle coated with calcium oxide.

소광제의 첨가는 폴리에스테르를 원래의 대유광 상태에서 후속 반소광(반투명) 상태로 변환시킬 수 있고, 이는 후속 반응의 진행에 유리하며, 금속 칼슘 이온은 술폰산기와 약한 배위를 형성할 수 있고, 금속 티타늄 이온은 술폰산기와 강한 배위를 형성할 수 있으며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 사용하여 티타늄 이온과 술폰산기의 배위 작용을 더욱 감소시킴과 동시에 소광 작용에 영향을 주지 않는다.The addition of the quencher can convert the polyester from its original large brilliant state to the subsequent semi-extinction (translucent) state, which is advantageous for the progress of the subsequent reaction, the metal calcium ion can form a weak coordination with the sulfonic acid group, The metal titanium ion can form a strong coordination with the sulfonic acid group, and the titanium dioxide particle coated with calcium oxide is used to further reduce the coordination action of the titanium ion and the sulfonic acid group, and does not affect the quenching action.

(3) (1)의 생성물을 (2)에 첨가하여 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조한다.(3) The product of (1) is added to (2) and a condensation reaction is carried out to prepare a spinning melt.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber.

바람직한 기술적 해결수단으로서 상기와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법으로 방사 용융체를 제조하는 구체적인 단계는 하기와 같다.As a preferred technical solution, the specific steps of producing the spinning melt by the above-mentioned method of producing the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트(SIPE)를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate (SIPE)

나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 175~185℃에서 물 증류량이 이론값의 90% 이상에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하고, 에틸렌 글리콜, 착물 이온 조절제 및 황산을 첨가하여 30~35wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다.Sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate and ethylene glycol were added to the preparation kettle, the catalyst Zn (Ac) 2 was added, and the ester exchange reaction was carried out at 175 to 185 ° C until the water distillation amount reached 90% To obtain sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate, and adding ethylene glycol, a complex ion modifier and sulfuric acid to obtain an aqueous solution containing 30-35 wt% of sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulphonate Glycol solution.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트(ethylene terephthalate)를 제조(2) Esterification is carried out to prepare ethylene terephthalate

테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후, 촉매, 안정제 및 소광제를 첨가하여 균일하게 혼합하고 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 획득하되, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 상압 ~0.3MPa이며, 에스테르화 반응의 온도는 250~260℃이고, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 90% 이상에 도달하는 시점이 에스테르화 반응의 종료점이다.Terephthalic acid and ethylene glycol are slurried and then a catalyst, a stabilizer and a quencher are added to the mixture to homogeneously mix and esterify to obtain ethylene terephthalate. The esterification reaction is a pressurization reaction in a nitrogen atmosphere, Is from atmospheric pressure to 0.3 MPa, the temperature of the esterification reaction is from 250 to 260 DEG C, and the point at which the water distillation amount in the esterification reaction reaches 90% or more of the theoretical value is the end point of the esterification reaction.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응을 진행하되, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 500Pa 이하로 원활하게 펌핑하고, 반응 온도는 260~270℃이며, 반응 시간은 30~50min으로 하고, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행함으로써 반응 압력을 절대 압력 100Pa이하로 감소시키되, 반응 온도는 275~285℃이고, 반응 시간은 50~90min으로 하여 방사 용융체를 제조한다.The product of step (1) is put into step (2), and the condensation reaction in the low vacuum step is first carried out under a negative pressure condition. The pressure in the above step is pumped smoothly at atmospheric pressure to an absolute pressure of 500 Pa or less, And the reaction time is 30 to 50 min. Subsequently, by vacuum pumping, the condensation reaction in the high vacuum step is carried out to reduce the reaction pressure to an absolute pressure of 100 Pa or less, the reaction temperature is 275 to 285 ° C, 90 min to produce a spinning melt.

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계(1)에서, 에스테르 교환 반응 시작 시, 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜의 몰비는 10~12:1이고, 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.2~0.5wt%이다.In the step (1) of the above-mentioned method for producing a cationic fluorophilic polyester fiber, at the beginning of the transesterification reaction, the molar ratio of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate to ethylene glycol is 10 to 12: The addition amount of Zn (Ac) 2 is 0.2 to 0.5 wt% of the added amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate.

제조 시, 착물 이온 조절제의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.5~6wt%이고, 첨가된 황산의 질량 농도는 40~60%이며, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.5~ 6wt%이다.In the preparation, the amount of the complex ion regulator added is 1.5 to 6 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, the mass concentration of added sulfuric acid is 40 to 60%, and the amount of sulfuric acid added is sodium dimethyl isophthalate- Is from 1.5 to 6 wt% of the addition amount of 5-benzenesulfonate.

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계(2)에서, 에스테르화 반응 시작 시, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 몰비는 1.10~1.30:1이고, 촉매는 삼산화이안티모니(diantimony trioxide), 에틸렌 글리콜 안티모니(ethylene glycol antimony) 또는 안티모니 아세테이트(antimony acetate)이고, 촉매의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.01~0.05wt%이며, 안정제는 인산 트리페닐, 인산 트리메틸 또는 트라이메틸 포스파이트(trimethyl phosphite)이고, 안정제의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.01~0.05wt%이며, 소광제의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.05~0.2wt%이다.In the step (2) of the method for producing a cationic fluorophilic polyester fiber as described above, the molar ratio of terephthalic acid to ethylene glycol is 1.10 to 1.30: 1 at the start of the esterification reaction, and the catalyst is diantimony trioxide, Ethylene glycol antimony or antimony acetate. The amount of the catalyst to be added is 0.01 to 0.05 wt% of the addition amount of terephthalic acid. The stabilizer is triphenyl phosphate, trimethyl phosphate or trimethyl phosphite ), The addition amount of the stabilizer is 0.01 to 0.05 wt% of the addition amount of terephthalic acid, and the addition amount of the quencher is 0.05 to 0.2 wt% of the addition amount of terephthalic acid.

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계(3)에서, 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트와 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 1~3:100이다.In the step (3) of the method for producing the cationic-fluorine-containing polyester fiber as described above, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate to ethylene terephthalate is 1 to 3: 100 .

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에서, 상기 소광제 중 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 1~5%이고, BET 비표면적은 50~200m2/g이다.In the above-mentioned method for producing a cationic-fluorine-containing polyester fiber, the content of calcium oxide in the quencher is 1 to 5% of the mass of titanium dioxide and the BET specific surface area is 50 to 200 m 2 / g.

상기 소광제의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 5~10%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 칼슘염을 첨가하여 반응시키되, 반응 온도는 60~80℃이며, 반응 시간은 2~3h으로 하고, 반응이 종료되면 2~5h 동안 원심분리, 세척, 건조 및 400~800℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The method for producing the quencher is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred and ultrasonically dispersed to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 5 to 10% and a calcium salt was added thereto, 60 to 80 ° C, and the reaction time is 2 to 3 hours. When the reaction is completed, the titanium dioxide particles coated with calcium oxide are prepared by centrifuging, washing, drying and high-temperature treatment at 400 to 800 ° C. for 2 to 5 hours.

여기서, 상기 칼슘염은 염화칼슘 또는 황산칼슘이고, 반응 시작 시, 칼슘 이온과 티타늄 이온의 몰비는 1~5:100이며, 반응계의 pH는 10~14이다.Here, the calcium salt is calcium chloride or calcium sulfate. At the start of the reaction, the molar ratio of calcium ions to titanium ions is 1 to 5: 100, and the pH of the reaction system is 10 to 14.

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에서, 제조 과정 중 에틸렌 글리콜, 황산, 착물 이온 조절제 및 소광제 등 물질의 첨가가 최종 방사 가공에 미치는 영향에 적응하도록 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 방사 공정 파라미터를 조절하여야 하는데 조절된 공정 파라미터는 하기와 같다.In the above-mentioned method for producing a cationic fluorine-containing polyester fiber, in order to adapt to the effect of the addition of substances such as ethylene glycol, sulfuric acid, complex ion control agent and quencher in the production process on the final spinning process, The radial process parameters should be adjusted. The controlled process parameters are as follows.

압출 온도: 285~300℃;Extrusion temperature: 285 to 300 占 폚;

냉각 온도: 20~25℃;Cooling temperature: 20 ~ 25 ℃;

권취 속도: 4000~4600m/min;Winding speed: 4000 to 4600 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 방사 과정에서, 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP≤1.0bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP≤3.0bar이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 30~35일이고, 필터의 사용 주기는 25~30일이다. In the spinning process of the cationic fluorine-containing polyester fiber fabrication method as described above, the pressure rise of the spinning assembly is? P? 1.0 bar / day, the pressure rise of the filter is? P? 3.0 bar, To 35 days, and the use period of the filter is 25 to 30 days.

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에서, 상기 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 0.5~1.5dtex이고, 파단 강도는 ≥3.00cN/dtex이며, 염색율은 95%보다 크다.In the above-mentioned method for producing a cationically-labile polyester fiber, the cationic-flame type polyester fiber has a single-fiber fineness of 0.5 to 1.5 dtex, a breaking strength of ≥3.00 cN / dtex, and a dyeing rate of more than 95%.

전술한 바와 같은 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에서, 상기 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 파단 연신율은 40.0±5.0%이고, 선 밀도 편차율은 ≤0.5%이며, 파단 강도 CV값은 ≤4.0%이고, 파단 연신 CV값은 ≤8.0%이며, 실 불균제도CV 값은 ≤2.0%이다. In the above-mentioned method for producing a cationic fluorine-containing polyester fiber, the cationic fluorine-containing polyester fiber has a fracture elongation percentage of 40.0 占 .5%, a linear density variation rate of? 0.5% and a fracture strength CV value of? 4.0% , The fracture elongation CV value is? 8.0%, and the real unevenness degree CV value is? 2.0%.

(1) 본 발명의 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법은, 폴리에스테르 생산과정에서 생성된 불순물을 감소시킴으로써, 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 감소시키고, 사용 주기를 연장시키며, 생산 비용을 감소시키고, 전체 생산 공정의 연속성 및 안전성을 더욱 보장하며, 우수한 경제적 가치 및 보급 가치를 구비한다.(1) The method of producing the cationically-labile polyester fiber of the present invention reduces the pressure rise of the spinning assembly and the filter, decreases the production cost by decreasing the impurities generated during the polyester production process, Thereby ensuring continuity and safety of the entire production process, and having excellent economic value and spreading value.

(2) 본 발명의 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에서 착물 이온 조절제 및 황산의 첨가는, 폴리에스테르 생산 과정에서의 착물의 형성을 감소시킴으로써, 방사 용융체 중의 불순물을 감소시키고, 폴리에스테르의 양호한 유동 성능을 유지시키며, 나아가 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 방사성을 보장한다. (2) The addition of the complex ion control agent and the sulfuric acid in the process for producing the cationically-labile polyester fiber of the present invention reduces impurities in the spinning melt by reducing the formation of the complex in the polyester production process, Thereby maintaining the flow performance and further ensuring the radioactivity of the cation-exchangeable polyester fiber.

(3) 본 발명의 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법에서, 소광제는 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 사용하여 티타늄 이온과 술폰산기의 배위 작용을 더 감소시킴과 동시에 소광 작용에 영향을 주지 않는다.  (3) In the method of producing the cationically labile polyester fiber of the present invention, the quenching agent further reduces the coordination action between the titanium ion and the sulfonic acid group by using the titanium dioxide particle coated with the calcium oxide, Do not give.

이하 구체적인 실시형태를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 내용을 읽은 후 본 발명에 대해 다양한 변경 및 수정을 진행할 수 있고, 이러한 등가 형태도 본 발명에 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된 범위 내에 속하는 것으로 이해해야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such equivalent forms also fall within the scope defined by the claims appended hereto.

실시예 1Example 1

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계는 하기와 같다. The steps of the production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate

먼저 몰비가 10:1인 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 176℃에서 물 증류량이 이론값의 91%에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하며, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜 및 황산을 첨가하여 30.4wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다. 여기서 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.5wt%이고, 조제 시, 칼륨 글리콜의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 6wt%이며, 첨가된 황산 질량 농도는 40%이고, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.5wt%이다.First, sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate having a molar ratio of 10: 1 and ethylene glycol were placed in a preparation kettle, and the catalyst Zn (Ac) 2 was added thereto. At 176 ° C., the water distillation amount reached 91% of the theoretical value Ester exchange reaction was performed to obtain sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate, and after completion of the reaction, ethylene glycol, potassium glycol and sulfuric acid were added to obtain 30.4 wt% sodium bishydroxyethyl isophthalate- -Sulfonate. ≪ / RTI > The addition amount of the catalyst Zn (Ac) 2 is 0.5 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, and the amount of potassium glycol added during preparation is 6 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate %, The added sulfuric acid mass concentration is 40%, and the addition amount of sulfuric acid is 1.5 wt% of the added amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조(2) Esterification reaction is carried out to prepare ethylene terephthalate

산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 5%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 염화칼슘을 첨가하여 반응시키며, 반응 시작 시, 칼슘 이온 및 티타늄 이온의 몰비는 1.5:100이고, 반응 온도는 62℃이며, 반응 시간은 2h 이고, 반응계의 pH는 10이며, 반응 종료후 2h동안 원심분리, 세척, 건조 및 400℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The production method of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 μm and deionized water were mixed and stirred and then ultrasonically dispersed to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 5% and calcium chloride was added thereto for reaction. At the start of the reaction, And titanium ion were 1.5: 100, the reaction temperature was 62 ° C, the reaction time was 2 hours, and the pH of the reaction system was 10. After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed, To prepare the coated titanium dioxide particles.

몰비가 1.10:1인 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후 삼산화이안티모니, 인산 트리페닐 및 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 260℃에서 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 상압이며, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 90%에 도달하는 시점이 에스테르화 반응 종료점이다. 여기서 삼산화이안티모니의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.05wt%이고, 인산 트리페닐의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.01wt%이며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.05wt%이고, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 1%이며, BET 비표면적은 50m2/g이다.Terephthalic acid and ethylene glycol having a molar ratio of 1.10: 1 were slurried, and titanium dioxide particles coated with diantimony trioxide, triphenyl phosphate and calcium oxide were added and mixed uniformly. The esterification reaction was carried out at 260 ° C to obtain ethylene terephthalate Phthalate is produced, and the esterification reaction is carried out under a nitrogen atmosphere under a pressurizing pressure of atmospheric pressure, and the point at which the water distillation amount in the esterification reaction reaches 90% of the theoretical value is the end point of the esterification reaction. Here, the amount of addition of antimony trioxide was 0.05 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of triphenyl phosphate was 0.01 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of calcium oxide-coated titanium dioxide was 0.05 wt% of the addition amount of terephthalic acid , The content of calcium oxide in titanium dioxide particles coated with calcium oxide is 1% of the mass of titanium dioxide and the BET specific surface area is 50 m 2 / g.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응시키고, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 500Pa 이하로 원활하게 펌핑하며, 반응 온도는 270℃이며, 반응 시간은 35min이고, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행하여 반응 압력을 절대 압력 99.5Pa로 감소시키며, 반응 온도는 275℃이고, 반응 시간은 50min으로 하여 방사 용융체를 제조한다. 여기서 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트 및 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 1:100이다.The product of step (1) is put into step (2) and condensation reaction is first carried out at a low vacuum stage under a negative pressure condition, and the pressure at this stage is pumped smoothly at an absolute pressure of 500 Pa or less at normal pressure. And then continuously vacuum-pumped to perform a condensation reaction in a high vacuum stage to reduce the reaction pressure to an absolute pressure of 99.5 Pa. The reaction temperature is 275 ° C and the reaction time is 50 min to prepare a spinning melt. At the beginning of the condensation reaction, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate and ethylene terephthalate is 1: 100.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 방사 공정 파라미터는 하기와 같다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The spinning process parameters are as follows.

압출 온도: 290℃;Extrusion temperature: 290 DEG C;

냉각 온도: 25℃;Cooling temperature: 25 캜;

권취 속도: 4500 m/min;Winding speed: 4500 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

방사 과정에서, 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜과 황산의 조제로 인해 용융체 중 불순물의 양이 크게 감소되어 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 효과적으로 감소시킨다. 여기서 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP=0.95bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP=2.8bar/일이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 32일이고, 필터의 사용 주기는 26일이다.In the spinning process, the amount of impurities in the melt is greatly reduced due to the preparation of ethylene glycol, potassium glycol and sulfuric acid, effectively reducing the pressure buildup of the spinning assembly and filter. Here, the pressure rise of the radiation assembly is? P = 0.95 bar / day, the pressure rise of the filter is? P = 2.8 bar / day, the use period of the radiation assembly is 32 days, and the use period of the filter is 26 days.

상기 단계에 의해 얻어진 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 1.5dtex이고, 파단 강도는 2.60cN/dtex이며, 염색율은 97%이고, 파단 연신율은 45.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.2%이고, 파단 강도 CV값은 2.3%이며, 파단 연신 CV값은 5.0%이고, 실 불균제도 CV값은 2.0%이다.The cationic fluorine-containing polyester fiber obtained by the above step had a single-yarn fineness of 1.5 dtex, a breaking strength of 2.60 cN / dtex, a dyeing rate of 97%, a elongation at break of 45.0%, a line density deviation rate of 0.2% , The fracture strength CV value is 2.3%, the fracture elongation CV value is 5.0% and the actual fracture strength CV value is 2.0%.

비교예 1Comparative Example 1

선행기술에서 PET 섬유의 염색은 고온 고압 또는 담체가 존재하는 조건에서 진행되어야 하는데, 제조 단계는 실시예 1과 기본적으로 동일하나, 단계(1)에서, 에스테르 교환 반응 후 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜 및 황산을 사용하여 조제하지 않고, 방사 과정에서 방사 어셈블리의 압력 상승 ΔP는 3.43bar/일이며, 필터의 압력 상승 ΔP는 4.2bar/일이고, 방사 어셈블리의 사용 주기는 7일이며, 필터의 사용 주기는 10일인 것이 상이하다. 제조된 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유 단사 섬도는 0.28dtex이고, 파단 강도는 1.63cN/dtex이며, 염색율은 91.3%이고, 파단 연신율은 25.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.75%이고, 파단 강도 CV값은 5.2%이며, 파단 연신 CV값은 11.05%이고, 실 불균제도 CV값은 4.8%이며, 실시예 1과 비교하여 보면, 본 발명은 방사 과정에서 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 현저히 감소시키고, 사용 주기를 크게 연장시키며, 생산 효율을 대폭 향상시키고, 원가를 감소시키며, 본 발명의 제품성도 현저히 향상되고 양호한 경제성을 구비한다.In the prior art, the dyeing of the PET fibers should be carried out under the conditions of high temperature, high pressure or the presence of the carrier. The production steps are basically the same as in Example 1, except that in step (1), ethylene glycol, , The pressure rise ΔP of the spinning assembly during the spinning process is 3.43 bar / day, the pressure rise ΔP of the filter is 4.2 bar / day, the spinning assembly use period is 7 days, It is 10 days different. The produced cationic fluorine-containing polyester fiber monofilament fineness was 0.28 dtex, the breaking strength was 1.63 cN / dtex, the staining rate was 91.3%, the elongation at break was 25.0%, the linear density deviation rate was 0.75% Value of 5.2%, fracture elongation CV value of 11.05%, and real irregularity CV value of 4.8%. Compared to Example 1, the present invention significantly reduces the pressure build-up of the spinning assembly and filter during the spinning process , The use period is largely extended, the production efficiency is greatly improved, the cost is reduced, the productivity of the present invention is remarkably improved, and the economical efficiency is good.

실시예 2Example 2

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계는 하기와 같다. The steps of the production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate

먼저 몰비가 10.5:1인 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 178℃에서 물 증류량이 이론값의 92%에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하며, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 나트륨 글리콜 및 황산을 첨가하여 31wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다. 여기서 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.2wt%이고, 조제 시, 나트륨 글리콜의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 3wt%이며, 첨가된 황산 질량 농도는 43%이고, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.8wt%이다.First, sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate having a molar ratio of 10.5: 1 and ethylene glycol were placed in a preparation kettle, and the catalyst Zn (Ac) 2 was added thereto, and the water distillation amount at 178 ° C was 92% Ester exchange reaction was performed to obtain sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate, and after completion of the reaction, ethylene glycol, sodium glycol and sulfuric acid were added to obtain 31 wt% sodium bishydroxyethyl isophthalate- To prepare an ethylene glycol solution containing a sulfonate. The addition amount of the catalyst Zn (Ac) 2 is 0.2 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, and the amount of sodium glycol added during preparation is 3 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate %, The added sulfuric acid mass concentration is 43%, and the addition amount of sulfuric acid is 1.8 wt% of the added amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조(2) Esterification reaction is carried out to prepare ethylene terephthalate

산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 5%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 황산 칼슘을 첨가하여 반응시키며, 반응 시작 시, 칼슘 이온 및 티타늄 이온의 몰비는 2:100이고, 반응 온도는 66℃이며, 반응 시간은 2.2h이고, 반응계의 pH는 11이며, 반응이 종료된 후 2.5h동안 원심분리, 세척, 건조 및 500℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The production method of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred and ultrasonically dispersed to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 5% and calcium sulfate was added thereto for reaction. At the start of the reaction, calcium Ion and titanium ion was 2: 100, the reaction temperature was 66 ° C, the reaction time was 2.2h, and the pH of the reaction system was 11. After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, Treated at a high temperature to prepare titanium dioxide particles coated with calcium oxide.

몰비가 1.15:1인 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후 에틸렌 글리콜 안티모니, 인산 트리메틸 및 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 253℃에서 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 0.1MPa이며, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 91%에 도달하는 시점이 에스테르화 반응 종료점이다. 여기서 에틸렌 글리콜 안티모니의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.02wt%이고, 인산 트리메틸의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.02wt%이며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.08wt%이고, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 2%이며, BET 비표면적은 70m2/g이다.Terephthalic acid and ethylene glycol having a molar ratio of 1.15: 1 were slurried, and then titanium dioxide particles coated with ethylene glycol antimony, trimethyl phosphate and calcium oxide were added, uniformly mixed, and the esterification reaction was carried out at 253 ° C, Phthalate is produced and the esterification reaction is carried out under a nitrogen atmosphere under a pressurizing pressure of 0.1 MPa and the point at which the water distillation amount in the esterification reaction reaches 91% of the theoretical value is the end point of the esterification reaction. Here, the addition amount of ethylene glycol antimony is 0.02 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of trimethyl phosphate is 0.02 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is 0.08 wt% of the addition amount of terephthalic acid , The content of calcium oxide in the titanium dioxide particle coated with calcium oxide is 2% of the mass of titanium dioxide and the BET specific surface area is 70 m 2 / g.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응시키고, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 490Pa로 원활하게 펌핑하며, 반응 온도는 262℃이고, 반응 시간은 35min이며, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행하여 반응 압력을 절대 압력 98Pa로 감소시키고, 반응 온도는 277℃이며, 반응 시간은 60min으로 하여 방사 용융체를 제조한다. 여기서, 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트 및 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 1.3:100이다.The product of step (1) is put into step (2) and condensation reaction is first carried out at a low vacuum stage under a negative pressure condition. The pressure in the step is pumped smoothly at an absolute pressure of 490 Pa at normal pressure. 35 minutes. Subsequently, a vacuum pump is carried out to carry out a condensation reaction in a high vacuum stage to reduce the reaction pressure to an absolute pressure of 98 Pa. The reaction temperature is 277 deg. C and the reaction time is 60 min to prepare a spinning melt. At the beginning of the condensation reaction, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate and ethylene terephthalate is 1.3: 100.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 방사 공정 파라미터는 하기와 같다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The spinning process parameters are as follows.

압출 온도: 285℃;Extrusion temperature: 285 DEG C;

냉각 온도: 23℃;Cooling temperature: 23 캜;

권취 속도: 4600m/min;Winding speed: 4600 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

방사 과정에서, 에틸렌 글리콜, 나트륨 글리콜과 황산의 조제로 인해 용융체 중 불순물의 양이 크게 감소되어 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 효과적으로 감소시킨다. 여기서 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP=0.85bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP=2.79bar/일이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 30일이고, 필터의 사용 주기는 27일이다.In the spinning process, the amount of impurities in the melt is greatly reduced due to the preparation of ethylene glycol, sodium glycol and sulfuric acid, effectively reducing the pressure build-up of the spinning assembly and filter. Here, the pressure rise of the radiation assembly is? P = 0.85 bar / day, the pressure rise of the filter is? P = 2.79 bar / day, the use period of the radiation assembly is 30 days, and the use period of the filter is 27 days.

상기 단계에 의해 얻어진 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 0.5dtex이고, 파단 강도는 3.00cN/dtex이며, 염색율은 96%이고, 파단 연신율은 45.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.45%이고, 파단 강도 CV값은 4.0%이며, 파단 연신 CV값은 6.5%이고, 실 불균제도 CV값은 1.8%이다.The monofilament fineness of the cationic fluorine-containing polyester fiber obtained by the above step was 0.5 dtex, the breaking strength was 3.00 cN / dtex, the staining rate was 96%, the elongation at break was 45.0%, the linear density deviation rate was 0.45% , The breaking strength CV value is 4.0%, the breaking elongation CV value is 6.5%, and the yarn unevenness CV value is 1.8%.

실시예3Example 3

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계는 하기와 같다. The steps of the production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate

먼저 몰비가 11:1인 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 175℃에서 물 증류량이 이론값의 90%에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하며, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 칼슘 글리콜 및 황산을 첨가하여 30wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다. 여기서 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.3wt%이고, 조제 시, 칼슘 글리콜의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.5wt%이며, 첨가된 황산 질량 농도는 45%이고, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 2.0wt%이다.First, sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate having a molar ratio of 11: 1 and ethylene glycol were placed in a preparation kettle, and the catalyst Zn (Ac) 2 was added thereto. The mixture was stirred at 175 ° C until the water distillation amount reached 90% Ester exchange reaction was carried out to obtain sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate, and after completion of the reaction, ethylene glycol, calcium glycol and sulfuric acid were added to obtain 30 wt% sodium bis hydroxyethyl isophthalate- To prepare an ethylene glycol solution containing a sulfonate. The addition amount of the catalyst Zn (Ac) 2 is 0.3 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, and the amount of calcium glycol added during preparation is 1.5 of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate wt%, the added sulfuric acid mass concentration is 45%, and the addition amount of sulfuric acid is 2.0 wt% of the added amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조(2) Esterification reaction is carried out to prepare ethylene terephthalate

산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 10%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 염화칼슘을 첨가하여 반응시키며, 반응 시작 시, 칼슘 이온 및 티타늄 이온의 몰비는 3.5:100이고, 반응 온도는 80℃이며, 반응 시간은 2.3h이고, 반응계의 pH는 12이며, 반응이 종료된 후 3h동안 원심분리, 세척, 건조 및 600℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The production method of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred and ultrasonically dispersed to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 10% and calcium chloride was added thereto for reaction. At the start of the reaction, And titanium ion were 3.5: 100, the reaction temperature was 80 ° C, the reaction time was 2.3 hours, the pH of the reaction system was 12, and the reaction was terminated by centrifugation, washing, drying and high temperature treatment To prepare titanium dioxide particles coated with calcium oxide.

몰비가 1.20:1인 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후 안티모니 아세테이트, 트라이메틸 포스파이트 및 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 255℃에서 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 0.15MPa이며, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 92%에 도달하는 시점이 에스테르화 반응 종료점이다. 여기서 안티모니 아세테이트의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.03wt%이고, 트라이메틸 포스파이트의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.03wt%이며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.11wt%이고, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 3%이며, BET 비표면적은 100m2/g이다.Terephthalic acid and ethylene glycol having a molar ratio of 1.20: 1 were slurried, and titanium dioxide particles coated with antimony acetate, trimethylphosphite and calcium oxide were added thereto, uniformly mixed and esterified at 255 ° C to obtain ethylene Terephthalate is prepared and the esterification reaction is carried out under a nitrogen atmosphere under a pressurizing pressure of 0.15 MPa. The point at which the water distillation amount in the esterification reaction reaches 92% of the theoretical value is the end point of the esterification reaction. The addition amount of antimony acetate is 0.03 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of trimethyl phosphite is 0.03 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is 0.11 wt% , And the content of calcium oxide in the titanium dioxide particle coated with calcium oxide is 3% of the mass of titanium dioxide and the BET specific surface area is 100 m 2 / g.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응시키고, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 480Pa로 원활하게 펌핑하며, 반응 온도는 264℃이고, 반응 시간은 40min이며, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행하여 반응 압력을 절대 압력 98Pa로 감소시키고, 반응 온도는 279℃이며, 반응 시간은 70min으로 하여, 방사 용융체를 제조한다. 여기서 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트 및 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 1.7:100이다.The product of step (1) was put into (2) and condensation reaction was first carried out at a low vacuum stage under a negative pressure condition. The pressure at this stage was pumped smoothly at an absolute pressure of 480 Pa at normal pressure. 40 minutes. Subsequently, the reaction mixture is vacuum-pumped to carry out a condensation reaction in a high vacuum stage to reduce the reaction pressure to 98 Pa. The reaction temperature is 279 DEG C and the reaction time is 70 minutes to prepare a spinning melt. At the beginning of the condensation reaction, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate and ethylene terephthalate is 1.7: 100.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 방사 공정 파라미터는 하기와 같다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The spinning process parameters are as follows.

압출 온도: 287℃;Extrusion temperature: 287 DEG C;

냉각 온도: 22℃;Cooling temperature: 22 캜;

권취 속도: 4000m/min;Winding speed: 4000 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

방사 과정에서, 에틸렌 글리콜, 칼슘 글리콜과 황산의 조제로 인해 용융체 중 불순물의 양이 크게 감소되어 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 효과적으로 감소시킨다. 여기서 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP=1.0bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP=2.7bar/일이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 34일이고, 필터의 사용 주기는 25일이다.In the spinning process, the amount of impurities in the melt is greatly reduced due to the preparation of ethylene glycol, calcium glycol and sulfuric acid, effectively reducing the pressure buildup of the spinning assembly and filter. Here, the pressure rise of the radiation assembly is? P = 1.0 bar / day, the pressure rise of the filter is? P = 2.7 bar / day, the use period of the radiation assembly is 34 days, and the use period of the filter is 25 days.

상기 단계에 의해 얻어진 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 1.5dtex이고, 파단 강도는 2.88cN/dtex이며, 염색율은 96.5%이고, 파단 연신율은 40.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.5%이고, 파단 강도 CV값은 3.7%이며, 파단 연신 CV값은 7.3%이고, 실 불균제도 CV값은 1.7%이다.The cationic fluorine-containing polyester fiber obtained by the above step had a single-yarn fineness of 1.5 dtex, a breaking strength of 2.88 cN / dtex, a dyeing rate of 96.5%, a elongation at break of 40.0%, a linear density variation rate of 0.5% , The breaking strength CV value is 3.7%, the breaking elongation CV value is 7.3%, and the yarn unevenness CV value is 1.7%.

실시예 4Example 4

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계는 하기와 같다. The steps of the production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate

먼저 몰비가 12:1인 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 181℃에서 물 증류량이 이론값의 93.5%에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하며, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜과 나트륨 글리콜의 혼합물(질량비 1:1) 및 황산을 첨가하여 32.8wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다. 여기서 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.35wt%이고, 조제 시, 칼륨 글리콜 및 나트륨 글리콜의 혼합물의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 5wt%이며, 첨가된 황산 질량 농도는 47%이고, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 3.5wt%이다.First, sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate having a molar ratio of 12: 1 and ethylene glycol were placed in a preparation kettle, and the catalyst Zn (Ac) 2 was added thereto, and the water distillation amount at 181 캜 reached 93.5% of the theoretical value After the reaction was completed, a mixture of ethylene glycol, potassium glycol and sodium glycol (1: 1 by mass ratio) and sulfuric acid were added to obtain 32.8 wt.% Of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate % Of sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulphonate is prepared. The addition amount of the catalyst Zn (Ac) 2 is 0.35 wt% of the addition amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate. When the amount of the mixture of potassium glycol and sodium glycol is adjusted, 5 wt% of the addition amount of nitrate, the added sulfuric acid mass concentration is 47%, and the addition amount of sulfuric acid is 3.5 wt% of the added amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조(2) Esterification reaction is carried out to prepare ethylene terephthalate

산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 7.5%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 황산칼슘을 첨가하여 반응시키며, 반응 시작 시, 칼슘 이온 및 티타늄 이온의 몰비는 1:100이고, 반응 온도는 70℃이며, 반응 시간은 2.5h이고, 반응계의 pH는 13이며, 반응이 종료된 후 3.5h동안 원심분리, 세척, 건조 및 650℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The production method of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred, followed by ultrasonic dispersion to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 7.5%, and calcium sulfate was added thereto for reaction. At the beginning of the reaction, calcium Ion and titanium ion was 1: 100, the reaction temperature was 70 ° C, the reaction time was 2.5h, and the pH of the reaction system was 13. After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, Treated at a high temperature to prepare titanium dioxide particles coated with calcium oxide.

몰비가 1.25:1인 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후 삼산화이안티모니, 인산 트리페닐 및 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 257℃에서 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 0.2 MPa이며, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 93%에 도달하는 시점이 에스테르화 반응 종료점이다. 여기서 삼산화이안티모니의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.04wt%이고, 인산 트리페닐의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.04wt%이며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.13wt%이고, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 4%이며, BET 비표면적은 120m2/g이다.After slurrying terephthalic acid and ethylene glycol having a molar ratio of 1.25: 1, titanium dioxide particles coated with diantimony trioxide, triphenyl phosphate, and calcium oxide were added, uniformly mixed, and esterified at 257 ° C to obtain ethylene terephthalate Phthalate is produced and the esterification reaction is carried out under a nitrogen atmosphere under a pressurizing pressure of 0.2 MPa. The point at which the water distillation amount in the esterification reaction reaches 93% of the theoretical value is the end point of the esterification reaction. The addition amount of terephthalic acid is 0.04 wt%, the amount of triphenyl phosphate is 0.04 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of calcium oxide-coated titanium dioxide is 0.13 wt% of the addition amount of terephthalic acid , The content of calcium oxide in the titanium dioxide particles coated with calcium oxide is 4% of the mass of titanium dioxide and the BET specific surface area is 120 m 2 / g.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응시키고, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 470Pa로 원활하게 펌핑하며, 반응 온도는 265℃이고, 반응 시간은 30min이며, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행하여 반응 압력을 절대 압력 96Pa로 감소시키고, 반응 온도는 280℃이며, 반응 시간은 70min으로 하여, 방사 용융체를 제조한다. 여기서 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트 및 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 2:100이다.The product of step (1) was put into (2) and condensation reaction was first carried out at a low vacuum stage under a negative pressure condition. The pressure at this stage was pumped smoothly at an absolute pressure of 470 Pa at normal pressure. 30 minutes. Subsequently, the reaction mixture is vacuum pumped to carry out a condensation reaction in a high vacuum stage to reduce the reaction pressure to an absolute pressure of 96 Pa. The reaction temperature is 280 占 폚 and the reaction time is 70 minutes to prepare a spinning melt. At the beginning of the condensation reaction, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate and ethylene terephthalate is 2: 100.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 방사 공정 파라미터는 하기와 같다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The spinning process parameters are as follows.

압출 온도: 290℃;Extrusion temperature: 290 DEG C;

냉각 온도: 20℃;Cooling temperature: 20 캜;

권취 속도: 4100m/min;Winding speed: 4100 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

방사 과정에서, 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜과 나트륨 글리콜의 혼합물 및 황산의 조제로 인해 용융체 중 불순물의 양이 크게 감소되어 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 효과적으로 감소시킨다. 여기서 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP=0.92bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP=3.0bar/일이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 35일이고, 필터의 사용 주기는 28일이다.In the spinning process, the amount of impurities in the melt is greatly reduced due to the preparation of ethylene glycol, a mixture of potassium glycol and sodium glycol, and sulfuric acid, effectively reducing the pressure build-up of the spinning assembly and filter. Here, the pressure rise of the radiation assembly is? P = 0.92 bar / day, the pressure rise of the filter is? P = 3.0 bar / day, the use period of the radiation assembly is 35 days, and the use period of the filter is 28 days.

상기 단계에 의해 얻어진 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 0.8dtex이고, 파단 강도는 3.20cN/dtex이며, 염색율은 97.5%이고, 파단 연신율은 40.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.4%이고, 파단 강도 CV값은 4.0%이며, 파단 연신 CV값은 7.5%이고, 실 불균제도 CV값은 2.0%이다.The cationic flame type polyester fiber obtained by the above step had a single fiber fineness of 0.8 dtex, a breaking strength of 3.20 cN / dtex, a dyeing rate of 97.5%, a elongation at break of 40.0%, a line density deviation rate of 0.4% , The breaking strength CV value is 4.0%, the breaking elongation CV value is 7.5%, and the yarn unevenness CV value is 2.0%.

실시예 5Example 5

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계는 하기와 같다. The steps of the production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate

먼저 몰비가 11.5:1인 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 175℃에서 물 증류량이 이론값의 90.8%에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하며, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물(질량비 1:2) 및 황산을 첨가하여 32.5 wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다. 여기서 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.4wt%이고 조제 시, 칼륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 3wt%이며, 첨가된 황산 질량 농도는 50%이고, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 3wt%이다.First, sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate having a molar ratio of 11.5: 1 and ethylene glycol were placed in a preparation kettle, and the catalyst Zn (Ac) 2 was added thereto. The mixture was stirred at 175 ° C until the water distillation amount reached 90.8% of the theoretical value After the reaction was completed, a mixture of ethylene glycol, potassium glycol and calcium glycol (1: 2 by mass ratio) and sulfuric acid were added to obtain 32.5 wt. Wt. % Of sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulphonate is prepared. The addition amount of the catalyst Zn (Ac) 2 is 0.4 wt% of the addition amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, and the addition amount of the mixture of potassium glycol and calcium glycol in the preparation is sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate , The added sulfuric acid mass concentration is 50%, and the addition amount of sulfuric acid is 3 wt% of the added amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조(2) Esterification reaction is carried out to prepare ethylene terephthalate

산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 5.5%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 황산 칼슘을 첨가하여 반응시키며, 반응 시작 시, 칼슘 이온 및 티타늄 이온의 몰비는 2.5:100이고, 반응 온도는 60℃이며, 반응 시간은 2.7h 이고, 반응계의 pH는 10이며, 반응이 종료된 후 4h 동안 원심분리, 세척, 건조 및 700℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The production method of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred, followed by ultrasonic dispersion to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of 5.5% of titanium dioxide, and calcium sulfate was added thereto for reaction. At the beginning of the reaction, The reaction time was 2.7 h, the pH of the reaction system was 10, and the reaction mixture was centrifuged, washed, dried, and heated at 700 ° C To prepare titanium dioxide particles coated with calcium oxide.

몰비가 1.30:1인 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후 에틸렌 글리콜 안티모니, 인산 트리메틸 및 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 252℃에서 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 0.25MPa이며, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 94%에 도달하는 시점이 에스테르화 반응 종료점이다. 여기서 에틸렌 글리콜 안티모니의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.01wt%이고, 인산 트리메틸의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.05wt%이며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.17wt%이고, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 4%이며, BET 비표면적은 150m2/g이다.Terephthalic acid and ethylene glycol having a molar ratio of 1.30: 1 were slurried, and then titanium dioxide particles coated with ethylene glycol antimony, trimethyl phosphate and calcium oxide were added, uniformly mixed, and esterified at 252 ° C to obtain ethylene terephthalate Phthalate is produced and the esterification reaction is carried out under a nitrogen atmosphere under a pressurizing pressure of 0.25 MPa. The point of time when the water distillation amount in the esterification reaction reaches 94% of the theoretical value is the end point of the esterification reaction. Here, the addition amount of ethylene glycol antimony is 0.01 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of trimethyl phosphate is 0.05 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the addition amount of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is 0.17 wt% of the addition amount of terephthalic acid , The content of calcium oxide in the titanium dioxide particles coated with calcium oxide is 4% of the mass of titanium dioxide and the BET specific surface area is 150 m 2 / g.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응시키고, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 500Pa로 원활하게 펌핑하며, 반응 온도는 260℃이고, 반응 시간은 45min이며, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행하여 반응 압력을 절대 압력 95Pa로 감소시키고, 반응 온도는 282℃이며, 반응 시간은 80min으로 하여, 방사 용융체를 제조한다. 여기서 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트 및 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 2.5:100이다.The product of step (1) is put into (2) and condensation reaction is first carried out under a negative pressure condition and a low vacuum step, and the pressure in the above step is pumped smoothly at an absolute pressure of 500 Pa at normal pressure. 45 minutes. Subsequently, the reaction mixture was vacuum pumped to carry out a condensation reaction in a high vacuum stage to reduce the reaction pressure to 95 Pa. The reaction temperature was 282 DEG C and the reaction time was 80 minutes to prepare a spinning melt. At the beginning of the condensation reaction, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate and ethylene terephthalate is 2.5: 100.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 방사 공정 파라미터는 하기와 같다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The spinning process parameters are as follows.

압출 온도: 293℃;Extrusion temperature: 293 DEG C;

냉각 온도: 24℃;Cooling temperature: 24 캜;

권취 속도: 4500m/min;Winding speed: 4500 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

방사 과정에서, 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물 및 황산의 조제로 인해 용융체 중 불순물의 양이 크게 감소되어 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 효과적으로 감소시킨다. 여기서 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP=0.85bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP=2.8bar/일이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 32일이고, 필터의 사용 주기는 25일이다.In the spinning process, the amount of impurities in the melt is greatly reduced due to the preparation of ethylene glycol, a mixture of potassium glycol and calcium glycol, and sulfuric acid, effectively reducing the pressure build-up of the spinning assembly and filter. Here, the pressure rise of the radiation assembly is? P = 0.85 bar / day, the pressure rise of the filter is? P = 2.8 bar / day, the use period of the radiation assembly is 32 days, and the use period of the filter is 25 days.

상기 단계에 의해 얻어진 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 1.2dtex이고, 파단 강도는 4.00cN/dtex이며, 염색율은 97.5%이고, 파단 연신율은 45.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.44%이고, 파단 강도 CV값은 4.0%이며, 파단 연신 CV값은 8.0%이고, 실 불균제도 CV값은 1.0%이다.The cationic fluorine-containing polyester fiber obtained by the above step had a single-yarn fineness of 1.2 dtex, a breaking strength of 4.00 cN / dtex, a dyeing rate of 97.5%, a elongation at break of 45.0%, a linear density deviation rate of 0.44% , The fracture strength CV value is 4.0%, the fracture elongation CV value is 8.0%, and the actual fracture strength CV value is 1.0%.

실시예 6Example 6

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계는 하기와 같다. The steps of the production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate

먼저 몰비가 12:1인 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 183℃에서 물 증류량이 이론값의 92.5%에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하며, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 나트륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물(질량비 2:1)과 황산을 첨가하여 31wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다. 여기서 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.25wt%이고, 조제 시, 나트륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 6wt%이며, 첨가된 황산 질량 농도는 55%이고, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 4.5wt%이다.Sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate having a molar ratio of 12: 1 and ethylene glycol were placed in a preparation kettle, and the catalyst Zn (Ac) 2 was added thereto. The mixture was stirred at 183 ° C until the water distillation amount reached 92.5% After the completion of the reaction, a mixture of ethylene glycol, sodium glycol and calcium glycol (weight ratio 2: 1) and sulfuric acid were added to obtain 31 wt% of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate. Of sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulphonate. The addition amount of the catalyst Zn (Ac) 2 is 0.25 wt% of the addition amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate. The amount of addition of the mixture of sodium glycol and calcium glycol at the time of preparation is preferably sodium dimethyl isophthalate- 6 wt% of the addition amount of nitrate, the added sulfuric acid mass concentration is 55%, and the addition amount of sulfuric acid is 4.5 wt% of the added amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조(2) Esterification reaction is carried out to prepare ethylene terephthalate

산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 8%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 염화칼슘을 첨가하여 반응시키며, 반응 시작 시, 칼슘 이온 및 티타늄 이온의 몰비는 3:100이고, 반응 온도는 80℃이며, 반응 시간은 3h이고, 반응계의 pH는 14이며, 반응이 종료된 후 5h동안 원심분리, 세척, 건조 및 800℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The production method of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred and ultrasonically dispersed to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 8% and calcium chloride was added thereto for reaction. At the start of the reaction, And titanium ion were 3: 100, the reaction temperature was 80 ° C, the reaction time was 3 hours, and the pH of the reaction system was 14. After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed, dried, Thereby preparing titanium dioxide particles coated with calcium oxide.

몰비가 1.25:1인 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후 안티모니 아세테이트, 트라이메틸 포스파이트 및 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 250℃에서 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 0.3MPa이며, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 90%에 도달하는 시점이 에스테르화 반응 종료점이다. 여기서 안티모니 아세테이트의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.05wt%이고, 트라이메틸 포스파이트의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.03wt%이며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.2wt%이고, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 5%이며, BET 비표면적은 200m2/g이다.Terephthalic acid and ethylene glycol having a molar ratio of 1.25: 1 were slurried, and titanium dioxide particles coated with antimony acetate, trimethylphosphite and calcium oxide were added, uniformly mixed, and esterified at 250 ° C to obtain ethylene Terephthalate is produced and the esterification reaction is carried out under a nitrogen atmosphere under a pressurizing pressure of 0.3 MPa. The point of time when the water distillation amount in the esterification reaction reaches 90% of the theoretical value is the end point of the esterification reaction. Wherein the amount of antimony acetate added is 0.05 wt% of terephthalic acid, the amount of trimethylphosphate added is 0.03 wt% of terephthalic acid, and the amount of calcium oxide-coated titanium dioxide is 0.2 wt% , And the calcium oxide-coated titanium dioxide particles have a calcium oxide content of 5% by mass and a BET specific surface area of 200 m 2 / g.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응시키고, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 495Pa로 원활하게 펌핑하며, 반응 온도는 270℃이고, 반응 시간은 50min이며, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행하여 반응 압력을 절대 압력 99Pa로 감소시키고, 반응 온도는 285℃이며, 반응 시간은 90min으로 하여, 방사 용융체를 제조한다. 여기서 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트 및 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 3:100이다.The product of step (1) was put into (2) and condensation reaction was first carried out under a negative pressure condition and a low vacuum step. The pressure in the above step was pumped smoothly at an absolute pressure of 495 Pa at normal pressure. 50 minutes. Subsequently, the reaction mixture was vacuum pumped to carry out a condensation reaction in a high vacuum stage to reduce the reaction pressure to an absolute pressure of 99 Pa. The reaction temperature was 285 deg. C and the reaction time was 90 minutes to prepare a spinning melt. At the beginning of the condensation reaction, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate and ethylene terephthalate is 3: 100.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 방사 공정 파라미터는 하기와 같다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The spinning process parameters are as follows.

압출 온도: 295℃;Extrusion temperature: 295 DEG C;

냉각 온도: 25℃;Cooling temperature: 25 캜;

권취 속도: 4500m/min;Winding speed: 4500 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

방사 과정에서, 에틸렌 글리콜, 나트륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물 및 황산의 조제로 인해 용융체 중 불순물의 양이 크게 감소되어 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 효과적으로 감소시킨다. 여기서 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP=1.0bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP=2.68bar/일이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 31일이고, 필터의 사용 주기는 30일이다.In the spinning process, the amount of impurities in the melt is greatly reduced due to the preparation of ethylene glycol, a mixture of sodium glycol and calcium glycol, and sulfuric acid, effectively reducing the pressure build-up of the spinning assembly and the filter. Here, the pressure rise of the radiation assembly is? P = 1.0 bar / day, the pressure rise of the filter is? P = 2.68 bar / day, the use period of the radiation assembly is 31 days, and the use period of the filter is 30 days.

상기 단계에 의해 얻어진 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 1.5dtex이고, 파단 강도는 2.70cN/dtex이며, 염색율은 95.7%이고, 파단 연신율은 40.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.36%이고, 파단 강도 CV값은 2.5%이며, 파단 연신 CV값은 7.0%이고, 실 불균제도 CV값은 2.0%이다.The cationic fluorine-containing polyester fiber obtained by the above step had a single-fiber fineness of 1.5 dtex, a breaking strength of 2.70 cN / dtex, a dyeing ratio of 95.7%, a elongation at break of 40.0%, a linear density deviation of 0.36% , The breaking strength CV value is 2.5%, the breaking elongation CV value is 7.0%, and the yarn unevenness CV value is 2.0%.

실시예 7Example 7

양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법의 단계는 하기와 같다. The steps of the production method of the cationic fluorine-containing polyester fiber are as follows.

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;a) preparing a spinning melt;

(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 제조(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate

먼저 몰비가 10:1인 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 185℃에서 물 증류량이 이론값의 94%에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하며, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜과 칼륨 글리콜, 나트륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물(질량비 1:2:1) 및 황산을 첨가하여 35wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조한다. 여기서 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.5wt%이고, 조제 시, 칼륨 글리콜, 나트륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.5wt%이며, 첨가된 황산 질량 농도는 60%이고, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 6wt%이다.First, sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate having a molar ratio of 10: 1 and ethylene glycol were placed in a preparation kettle, and the catalyst Zn (Ac) 2 was added thereto. The temperature was raised to 185 ° C. until the water distillation amount reached 94% After the reaction was completed, a mixture of ethylene glycol and potassium glycol, sodium glycol and calcium glycol (1: 2: 1 by mass ratio) and sulfuric acid To prepare an ethylene glycol solution containing 35 wt% of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate. The addition amount of the catalyst Zn (Ac) 2 is 0.5 wt% of the addition amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, and the addition amount of the mixture of potassium glycol, sodium glycol and calcium glycol at the time of preparation is sodium dimethyl isophthalate- -Benzenesulfonate, the added sulfuric acid mass concentration is 60%, and the addition amount of sulfuric acid is 6 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate added.

(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조(2) Esterification reaction is carried out to prepare ethylene terephthalate

산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 10%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 염화칼슘을 첨가하여 반응시키며, 반응 시작 시, 칼슘 이온 및 티타늄 이온의 몰비는 5:100이고, 반응 온도는 60℃이며, 반응 시간은 3h이고, 반응계의 pH는 14이며, 반응이 종료된 후 5h동안 원심분리, 세척, 건조 및 800℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조한다.The production method of calcium oxide-coated titanium dioxide particles is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred and ultrasonically dispersed to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 10% and calcium chloride was added thereto for reaction. At the start of the reaction, And the titanium ion was 5: 100, the reaction temperature was 60 ° C, the reaction time was 3 hours, the reaction system pH was 14, and the reaction was terminated by centrifugation, washing, drying and high temperature treatment at 800 ° C for 5 hours Thereby preparing titanium dioxide particles coated with calcium oxide.

몰비가 1.25:1인 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후 안티모니 아세테이트, 트라이메틸 포스파이트 및 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 첨가하여 균일하게 혼합한 후 260℃에서 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 제조하고, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 0.3MPa이며, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 90%에 도달하는 시점이 에스테르화 반응 종료점이다. 여기서 안티모니 아세테이트의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.05wt%이고, 트라이메틸 포스파이트의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.03wt%이며, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.2wt%이고, 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자의 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 5%이며, BET 비표면적은 200m2/g이다.Tritophthalic acid and ethylene glycol having a molar ratio of 1.25: 1 were slurried, and titanium dioxide particles coated with antimony acetate, trimethylphosphite and calcium oxide were added thereto, uniformly mixed, and esterified at 260 ° C to obtain ethylene Terephthalate is produced and the esterification reaction is carried out under a nitrogen atmosphere under a pressurizing pressure of 0.3 MPa. The point of time when the water distillation amount in the esterification reaction reaches 90% of the theoretical value is the end point of the esterification reaction. Wherein the amount of antimony acetate added is 0.05 wt% of terephthalic acid, the amount of trimethylphosphate added is 0.03 wt% of terephthalic acid, and the amount of calcium oxide-coated titanium dioxide is 0.2 wt% , And the calcium oxide-coated titanium dioxide particles have a calcium oxide content of 5% by mass and a BET specific surface area of 200 m 2 / g.

(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt

(1)의 생성물을 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응시키고, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 495Pa로 원활하게 펌핑하며, 반응 온도는 261℃이고, 반응 시간은 50min이며, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행하여 반응 압력을 절대 압력 99Pa로 감소시키고, 반응 온도는 285℃이며, 반응 시간은 90min으로 하여, 방사 용융체를 제조한다. 여기서 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트 및 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 3:100이다.The product of step (1) was put into (2) and condensation reaction was first carried out at a low vacuum stage under a negative pressure condition. The pressure in the above step was pumped smoothly at an absolute pressure of 495 Pa at normal pressure. 50 minutes. Subsequently, the reaction mixture was vacuum pumped to carry out a condensation reaction in a high vacuum stage to reduce the reaction pressure to an absolute pressure of 99 Pa. The reaction temperature was 285 deg. C and the reaction time was 90 minutes to prepare a spinning melt. At the beginning of the condensation reaction, the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate and ethylene terephthalate is 3: 100.

b) 방사 단계;b) an emissive phase;

방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조한다. 방사 공정 파라미터는 하기와 같다.The spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber. The spinning process parameters are as follows.

압출 온도: 300℃;Extrusion temperature: 300 占 폚;

냉각 온도: 21℃;Cooling temperature: 21 캜;

권취 속도: 4500m/min;Winding speed: 4500 m / min;

방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar.Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar.

방사 과정에서, 에틸렌 글리콜, 칼륨 글리콜, 나트륨 글리콜과 칼슘 글리콜의 혼합물 및 황산의 조제로 인해 용융체 중 불순물의 양이 크게 감소되어 방사 어셈블리 및 필터의 압력 상승을 효과적으로 감소시킨다. 여기서 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP=0.82bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP=2.76bar/일이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 35일이고, 필터의 사용 주기는 26일이다.In the spinning process, the amount of impurities in the melt is greatly reduced due to the preparation of ethylene glycol, potassium glycol, a mixture of sodium glycol and calcium glycol, and sulfuric acid, effectively reducing the pressure buildup of the spinning assembly and filter. Here, the pressure rise of the radiation assembly is? P = 0.82 bar / day, the pressure rise of the filter is? P = 2.76 bar / day, the use period of the radiation assembly is 35 days, and the use period of the filter is 26 days.

상기 단계에 의해 얻어진 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 1.1dtex이고, 파단 강도는 2.40cN/dtex이며, 염색율은 96.1%이고, 파단 연신율은 45.0%이며, 선 밀도 편차율은 0.4%이고, 파단 강도 CV값은 4.0%이며, 파단 연신 CV값은 7.5%이고, 실 불균제도 CV값은 2.0%이다.The cationic fluorine-containing polyester fiber obtained by the above step had a single fiber fineness of 1.1 dtex, a breaking strength of 2.40 cN / dtex, a dyeing rate of 96.1%, a elongation at break of 45.0%, a line density deviation rate of 0.4% , The breaking strength CV value is 4.0%, the breaking elongation CV value is 7.5%, and the yarn unevenness CV value is 2.0%.

Claims (10)

a) 방사 용융체를 제조하는 단계;
(1) 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트(Sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 촉매를 혼합한 후 에스테르 교환 반응을 수행하고, 반응이 종료된 후 에틸렌 글리콜, 착물 이온 조절제 및 황산을 첨가하여 조제하되, 상기 착물 이온 조절제는 칼륨 글리콜, 나트륨 글리콜 및 칼슘 글리콜 중 하나 이상이며;
(2) 테레프탈산(terephthalic acid), 에틸렌 글리콜, 촉매 및 소광제를 혼합한 후 에스테르화 반응을 수행하되, 상기 소광제는 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자이고;
(3) 상기 (1)의 생성물을 상기 (2)에 첨가하여 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조하고;
b) 방사 단계;
방사 용융체를 계량, 압출, 냉각, 오일링 및 권취하여 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유를 제조하는 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
a) preparing a spinning melt;
(1) Sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, ethylene glycol, and a catalyst are mixed and ester exchange reaction is performed. After completion of the reaction, ethylene glycol, A complex ion modifier and sulfuric acid, wherein the complex ion modifier is at least one of potassium glycol, sodium glycol and calcium glycol;
(2) an esterification reaction is carried out after mixing terephthalic acid, ethylene glycol, a catalyst and a quencher, wherein the quencher is a titanium dioxide particle coated with calcium oxide;
(3) adding the product of (1) above to (2) to conduct a condensation reaction to prepare a spinning melt;
b) an emissive phase;
Wherein the spinning molten material is metered, extruded, cooled, oiled and wound to produce a cation-exchangeable polyester fiber.
제1항에 있어서,
방사 용융체를 제조하는 구체적인 단계는,
(1) 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트(SIPE)를 제조
나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜을 조제 케틀에 넣고, 촉매 Zn(Ac)2를 넣어 175~185℃에서 물 증류량이 이론값의 90% 이상에 도달할 때까지 에스테르 교환 반응을 수행하여 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 획득하고, 에틸렌 글리콜, 착물 이온 조절제 및 황산을 첨가하여 30~35wt%의 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트를 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 제조하고;
(2) 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트(ethylene terephthalate)를 제조
테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 슬러리화한 후, 촉매, 안정제 및 소광제를 첨가하여 균일하게 혼합하고 에스테르화 반응을 수행하여 에틸렌 테레프탈레이트를 획득하되, 에스테르화 반응은 질소 분위기에서 가압 반응하는 것으로, 가압 압력은 상압 ~0.3MPa이며, 에스테르화 반응의 온도는 250~260℃이고, 에스테르화 반응에서의 물 증류량이 이론값의 90% 이상에 도달하는 시점이 에스테르화 반응의 종료점이고;
(3) 축합 반응을 수행하여 방사 용융체를 제조
상기 (1)의 생성물을 상기 (2)에 넣고, 먼저 부압 조건에서 저진공 단계의 축합 반응을 진행하되, 상기 단계의 압력은 상압에서 절대 압력 500Pa 이하로 원활하게 펌핑하고, 반응 온도는 260~270℃이며, 반응 시간은 30~50min으로 하고, 이어서 계속하여 진공 펌핑하여 고진공 단계의 축합 반응을 수행함으로써 반응 압력을 절대 압력 100Pa이하로 감소시키되, 반응 온도는 275~285℃이고, 반응 시간은 50~90min으로 하여 방사 용융체를 제조하는 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
The specific steps for producing the spinning melt include,
(1) transesterification was carried out to prepare sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate (SIPE)
Sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate and ethylene glycol were added to the preparation kettle, the catalyst Zn (Ac) 2 was added, and the ester exchange reaction was carried out at 175 to 185 ° C until the water distillation amount reached 90% To obtain sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate, and adding ethylene glycol, a complex ion modifier and sulfuric acid to obtain an aqueous solution containing 30-35 wt% of sodium bis hydroxyethyl isophthalate-5-sulphonate Preparing a glycol solution;
(2) Esterification is carried out to prepare ethylene terephthalate
Terephthalic acid and ethylene glycol are slurried and then a catalyst, a stabilizer and a quencher are added to the mixture to homogeneously mix and esterify to obtain ethylene terephthalate. The esterification reaction is a pressurization reaction in a nitrogen atmosphere, Is atmospheric pressure to 0.3 MPa, the temperature of the esterification reaction is 250 to 260 DEG C, and the point at which the water distillation amount in the esterification reaction reaches 90% or more of the theoretical value is the end point of the esterification reaction;
(3) Conducting a condensation reaction to prepare a spinning melt
The product of the above step (1) is introduced into the above step (2), and the condensation reaction of the low-vacuum step is first carried out under a negative pressure condition. The pressure in the above step is pumped smoothly at an absolute pressure of 500 Pa or less at normal pressure, And the reaction time is 30 to 50 min. Subsequently, by vacuum pumping, the condensation reaction in the high vacuum step is carried out to reduce the reaction pressure to an absolute pressure of 100 Pa or less, the reaction temperature is 275 to 285 DEG C, To 50 to 90 minutes to produce a spinning melt.
제2항에 있어서,
단계(1)에서, 에스테르 교환 반응 시작 시, 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트와 에틸렌 글리콜의 몰비는 10~12:1이고, 촉매 Zn(Ac)2의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 0.2~0.5wt%이고;
제조 시, 착물 이온 조절제의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.5~6wt%이고, 첨가된 황산의 질량 농도는 40~60%이며, 황산의 첨가량은 나트륨 디메틸 이소프탈레이트-5-벤젠설포네이트의 첨가량의 1.5~ 6wt%인 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
3. The method of claim 2,
In step (1), at the beginning of the transesterification reaction, the molar ratio of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate to ethylene glycol is 10-12: 1, and the amount of catalyst Zn (Ac) 2 added is sodium dimethyl isophthalate- -Benzenesulfonate in an amount of 0.2 to 0.5 wt%;
In the preparation, the amount of the complex ion regulator added is 1.5 to 6 wt% of the amount of sodium dimethyl isophthalate-5-benzenesulfonate, the mass concentration of added sulfuric acid is 40 to 60%, and the amount of sulfuric acid added is sodium dimethyl isophthalate- Benzenesulfonate in an amount of 1.5 to 6 wt% based on the amount of 5-benzenesulfonate added.
제2항에 있어서,
단계(2)에서, 에스테르화 반응 시작 시, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 몰비는 1.10~1.30:1이고, 촉매는 삼산화이안티모니(diantimony trioxide), 에틸렌 글리콜 안티모니(ethylene glycol antimony) 또는 안티모니 아세테이트(antimony acetate)이고, 촉매의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.01~0.05wt%이며, 안정제는 인산 트리페닐, 인산 트리메틸 또는 트라이메틸 포스파이트(trimethyl phosphite)이고, 안정제의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.01~0.05wt%이며, 소광제의 첨가량은 테레프탈산의 첨가량의 0.05~0.2wt%인 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
3. The method of claim 2,
In step (2), at the beginning of the esterification reaction, the molar ratio of terephthalic acid to ethylene glycol is from 1.10 to 1.30: 1 and the catalyst is selected from diantimony trioxide, ethylene glycol antimony or antimony acetate antimony acetate), the amount of the catalyst to be added is 0.01-0.05 wt% of the addition amount of terephthalic acid, the stabilizer is triphenyl phosphate, trimethyl phosphate or trimethyl phosphite, and the amount of the stabilizer is 0.01-0.05 wt%, and the addition amount of the quencher is 0.05 to 0.2 wt% of the amount of terephthalic acid added.
제2항에 있어서,
단계(3)에서, 축합 반응 시작 시, 나트륨 비스하이드록시에틸 이소프탈레이트-5-설포네이트와 에틸렌 테레프탈레이트의 몰비는 1~3:100인 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the molar ratio of sodium bishydroxyethyl isophthalate-5-sulfonate to ethylene terephthalate is 1 to 3: 100 at the beginning of the condensation reaction in step (3).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 소광제 중 산화칼슘의 함량은 이산화티탄 질량의 1~5%이고, BET 비표면적은 50~200m2/g이고;
상기 소광제의 제조방법은 하기와 같다. 평균 입자 직경이 0.3μm인 이산화티탄과 탈이온수를 혼합하여 교반한 후 초음파 분산시켜 이산화티탄의 고형분 함량이 5~10%인 이산화티탄 현탁액을 제조하고, 칼슘염을 첨가하여 반응시키되, 반응 온도는 60~80℃이며, 반응 시간은 2~3h으로 하고, 반응이 종료되면 2~5h 동안 원심분리, 세척, 건조 및 400~800℃ 고온 처리하여 산화칼슘이 코팅된 이산화티탄 입자를 제조하고;
여기서, 상기 칼슘염은 염화칼슘 또는 황산칼슘이고, 반응 시작 시, 칼슘 이온과 티타늄 이온의 몰비는 1~5:100이며, 반응계의 pH는 10~14인 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The content of calcium oxide in the quencher is 1 to 5% of the mass of titanium dioxide and the BET specific surface area is 50 to 200 m 2 / g;
The method for producing the quencher is as follows. Titanium dioxide having an average particle diameter of 0.3 탆 and deionized water were mixed and stirred and ultrasonically dispersed to prepare a titanium dioxide suspension having a solid content of titanium dioxide of 5 to 10% and a calcium salt was added thereto, And the reaction time is 2 to 3 hours. When the reaction is completed, centrifugation is carried out for 2 to 5 hours, washing, drying, and high temperature treatment at 400 to 800 ° C to prepare calcium oxide-coated titanium dioxide particles;
Wherein the calcium salt is calcium chloride or calcium sulfate and the molar ratio of calcium ion to titanium ion is 1 to 5: 100 at the beginning of the reaction, and the pH of the reaction system is 10 to 14 at the start of the reaction. Gt;
제1항에 있어서,
상기 방사의 공정 파라미터가,
압출 온도: 285~300℃;
냉각 온도: 20~25℃;
권취 속도: 4000~4600m/min;
방사 어셈블리의 초기 압력: 110bar;
인 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the process parameters of the radiation are
Extrusion temperature: 285 to 300 占 폚;
Cooling temperature: 20 ~ 25 ℃;
Winding speed: 4000 to 4600 m / min;
Initial pressure of the spinning assembly: 110 bar;
Wherein the cationic fluorine-containing polyester fiber is a polyester resin.
제7항에 있어서,
방사 과정에서, 방사 어셈블리의 압력 상승은 ΔP≤1.0bar/일이고, 필터의 압력 상승은 ΔP≤3.0bar이며, 방사 어셈블리의 사용 주기는 30~35일이고, 필터의 사용 주기는 25~30일인 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
8. The method of claim 7,
In the spinning process, the pressure rise of the spinning assembly is? P? 1.0 bar / day, the pressure rise of the filter is? P? 3.0 bar, the spinning assembly use period is 30 to 35 days, the filter use period is 25 to 30 days ≪ / RTI > wherein the cationic flame-retardant polyester fiber is a polyester fiber.
제1항에 있어서,
상기 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 단사 섬도는 0.5~1.5dtex이고, 파단 강도는 ≥3.00cN/dtex이며, 염색율은 95%보다 큰 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cationic flame type polyester fiber has a monofilament fineness of 0.5 to 1.5 dtex, a breaking strength of ≥3.00 cN / dtex and a staining rate of more than 95%.
제9항에 있어서,
상기 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 파단 연신율은 40.0±5.0%이고, 선 밀도 편차율은 ≤0.5%이며, 파단 강도 CV값은 ≤4.0%이고, 파단 연신 CV값은 ≤8.0%이며, 실 불균제도CV 값은 ≤2.0%인 것을 특징으로 하는 양이온 가염형 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The cationic flame type polyester fiber had a fracture elongation percentage of 40.0 占 .5%, a linear density variation rate of 0.5%, a fracture strength CV value of 4.0%, a fracture elongation CV value of 8.0% And the CV value is? 2.0%.
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