KR20200015078A - 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents

고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 90℃ 이상의 열수에서 우수한 수용출성을 가지는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법{blending sulfo-polyester resin having high temperature water solubility, composite fiber containing the same and manufacturing method thereof}
본 발명은 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 90℃ 이상의 열수에서 우수한 수용출성을 가지는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 물에서 수용출이 가능한 폴리에스테르는 섬유, 접착제, 생분해 소재 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히 섬유분야에 있어서는 비수용출성 성분과 수용출 성분의 폴리머로 복합방사하여 수용출 성분을 제거함으로써 경량 섬유 또는 레이스 직물 제조에 사용되거나, 비수용출성 성분과 수용출성 성분을 해도 형태 또는 분할형태의 구금으로 방사 후 수용출 성분을 제거함으로써 극세 섬유를 제조 함으로써 특이한 감촉이나 기능을 부여하고 있다.
이러한 수용성 폴리에스테르를 제조하는 방법으로는 5-소듐설포이소프탈산 (5-SSIPA)및 그 유도체를 사용하여 폴리에스테르 분자쇄 중에 소듐설포네이트 염을 갖게 하여 수용화시키거나 디카르복실산을 글리콜 성분과 반응시킨 후 트리멜리틱안하이드라이드 등과 다시 반응시켜 말단 및 분자쇄 중에 카르복실기를 도입시킨후 암모니아 및 아민류 등의 알칼리 성분으로 염을 형성시켜 수용화시키는 방법이 알려져 있다.
구체적인 예로 일본 등록특허 JP2513651에서는 8 ~ 16몰% 5-나트륨 솔포이소프탈산, 5 ~ 40몰% 이소프탈산을 기본으로 하여 0 ~ 20몰%의 C3 ~ C20의 지방족 디카르복실산, 0 ~ 20중량%의 지방족 디카르복실산에서 얻어진 무수물, 0 ~ 20중량%의 수평균분자량 400 ~ 6,000를 0 내지 20몰 중량%의 폴리알킬렌글리콜 중에 적어도 1성분을 함유하여 연신 후 수용출이 가능한 열수 가용성 공중합 폴리에스테르 제조방법을 제안하고 있다.
그렇지만, 5-나트륨 술포이소프탈산을 다량으로 첨가하면 중축합 반응시의 발포 증점 작용으로 충분한 중합도를 얻을 수 없고 제사성도 나빠지게 된다. 특히 13몰% 이상의 5-나트륨 솔포이소프탈산이 함유된 폴리머는 냉수라도 그 일부가 용출 되기 때문에 중합 반응 후의 용융 폴리머는 토출 냉각에 의해 커트화를 할 때 냉수를 사용하지 못하고 특수한 장치가 필요한 단점이 있다. 뿐만 아니라 지방족 디카르복실산 또는 지방족 디카르복실산에서 얻어진 무수물은 열수 용해성을 향상 시키지만 10mol%이상 투입할 경우 Tg가 급격히 저하되어 칩화를 진행하는 중 칩간의 붙는 현상들이 발생하는 단점이 있다. 또, 저분자량 폴리알킬렌글리콜을 첨가할 경우 물을 흡수하는 능력이 높아져 축중합 후 칩화를 하는 공정에서 냉수 중 일부가 용출되거나 칩간의 붙는 현상 발생 또는 증점 작용을 제어할 수 없는 단점이 있고, 과량의 폴리알킬렌글리콜 또는 고분자량의 폴리알칼렌글리콜을 첨가할 경우 급격한 Tg 저하로 인하여 내열성이 약해지는 등의 단점이 있다. 또, 이소프탈산을 첨가할 경우 폴리머의 결정성을 저하시켜 줄 수 있지만 방사 후 연신공정에서의 배향 결정성이 발생하여 연신 후 수용출 특성이 저하되는 단점이 있다.
일본 등록 특허 JP6097527에서는 7 ~ 13몰% 5-나트륨 솔포이소프탈산과 8 ~3 0몰% 이소프탈산을 적용하여 연신 후 수용출을 통하여 극세섬유를 제조하는 방법을 제안하고 있다.
그러나, 다량의 5-나트륨 솔포이소프탈산과 8 ~ 30몰%의 이소프탈산만을 함유될 경우 축중합 후 중합도가 낮거나 토출 컷팅 작업에 있어 유연성이 부족한 단점이 있고, 얻어진 폴리머의 연화점이 100℃ 이상으로 방사 후 연신공정에 있어서 결정성이 부여됨으로 수용출 특성이 나빠지는 단점을 지니게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용함으로서 충분한 중합도를 가질 수 있는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이소프탈산을 사용하지 않아도 폴리머의 결정성을 낮추는 동시에 90℃ 이상의 열수에서 높은 수용출 특성을 가지는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 결정성을 낮춰 90℃ 이상의 열수에서 높은 수용출 특성을 가지는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 합성섬유를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 설포폴리에스테르 수지 조성물을 중·축합반응시켜 제조된 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 이온성 첨가제 10 ~ 30 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 이온성 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 설포폴리에스테르 수지 조성물은 카르복실산 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산성분과 글리콜을 포함하는 디올성분을 에스테르화 반응시켜 제조된 에스테르 화합물 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 포함하고, 에스테르 화합물 100 중량부에 대하여, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 1 ~ 10 중량부를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 산성분은 산성분 전체 몰%에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 5 ~ 13 몰%로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 카르복실산 및 글리콜은 1 : 0.9 ~ 1.5 몰비를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 글리콜은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 카르복실산은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산은 테레프탈산 및 디메틸테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 상기 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산은 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 수베린산, 시트르산, 피메르산, 아젤라인산, 세바스산, 노나노산, 데카노인산, 도데카노인산 및 헥사노데카노인산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 중량평균분자량이 400 ~ 6,000일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 본 발명의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 고유점도(I.V)가 0.52 ~ 0.80 dl/g, 유리전이온도(Tg)가 49 ~ 75℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 본 발명의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 하기 방정식 1에 의해 측정된 수용출율(%)이 85%이상일 수 있다.
[방정식 1]
Figure pat00003
상기 방정식 1에 있어서, A는 용출처리 전 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 나타내고, B는 용출처리 후 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 나타내며, B의 중량은 A를 95℃의 온도를 가지는 열수에 투입하여 60분동안 용출시키고, 상기 열수를 60℃의 온도까지 냉각 및 여과한 후 측정한 잔량의 중량을 나타낸다.
한편, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유는 앞서 언급한 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 포함하는 수용출성 수지와 비용출성 수지를 복합방사하여 제조될 수 있다.
나아가, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법은 카르복실산 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산성분과 글리콜을 포함하는 디올성분을 혼합 및 에스테르화 반응시켜 에스테르 화합물을 제조하는 제1단계, 상기 에스테르 화합물 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 혼합 및 중·축합 반응시켜 설포폴리에스테르 수지를 제조하는 제2단계 및 상기 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 이온성 첨가제 10 ~ 30 중량부를 교반하여 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하는 제3단계를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법의 이온성 첨가제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법의 에스테르화 반응은 180 ~ 265℃의 온도 및 40 ~ 80 RPM의 교반속도 하에서 수행하고, 상기 중축합 반응은 250 ~ 300℃의 온도 및 40 ~ 70 RPM의 교반속도 하에서 수행하며, 상기 제3단계의 교반은 200 ~ 300℃의 온도 및 20 ~ 80 RPM의 교반속도 하에서 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법은 앞서 언급한 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법으로 제조한 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 준비하는 제1단계, 상기 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 60 ~ 70℃의 온도에서 48 ~ 60 시간동안 건조하여 수분율 400ppm 이하의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하는 제2단계 및 상기 수분율 400ppm 이하의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 포함하는 수용출성 수지와 비용출성 수지를 복합방사하여 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유를 제조하는 제3단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 복합방사는 250 ~ 330℃의 온도 및 1,500 ~ 3,500 MPM의 방속 하에서 수행할 수 있다.
본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법은 90℃ 이상의 열수에서 우수한 수용출성을 가진다.
또한, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지, 이를 포함하는 복합섬유 및 이의 제조방법은 수용출성을 가질 뿐만 아니라, 토출작업성 및 방사작업성 또한 우수하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 시스-코어형 복합섬유의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 해도형 복합섬유의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 사이드 바이 사이드형 복합섬유의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 분할된 파이형 복합섬유의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 모자이크형 복합섬유의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 매트릭스-분산형 복합섬유의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 C중공형 복합섬유의 단면도이다.
도 8는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 코어부가 용출된 C중공형 복합섬유 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명에서 말하는 고온은 90℃ 이상의 온도, 바람직하게는 90℃ ~ 100℃의 온도, 더욱 바람직하게는 92℃ ~ 98℃의 온도를 말한다.
또한, 본 발명에서 말하는 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 설포폴리에스테르 수지에 기타 첨가제가 포함 및/또는 혼합한 것을 말한다. 구체적으로, 본 발명에서 말하는 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 설포폴리에스테르 수지에 이온성 첨가제가 포함 및/또는 혼합한 것을 말한다.
본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 설포폴리에스테르 수지 조성물을 중·축합반응시켜 제조된 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 이온성 첨가제 10 ~ 30 중량부, 바람직하게는 17 ~ 23 중량부를 포함할 수 있다. 만일, 이온성 첨가제가 10 중량부 미만으로 포함한다면, 토출작업성 및 방사작업성이 현저히 나빠지고, 30 중량부를 초과한다면 수용출성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 이온성 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00005
상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
[화학식 1-1]
Figure pat00006
상기 화학식 1-1에 있어서, A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
본 발명의 설포폴리에스테르 수지 조성물은 카르복실산 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산성분과 글리콜을 포함하는 디올성분을 에스테르화 반응시켜 제조된 에스테르 화합물 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00007
상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
이 때, 에스테르 화합물 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 1 ~ 10 중량부, 바람직하게는 3 ~ 7 중량부를 포함할 수 있으며, 만일 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 1 중량부 미만으로 포함한다면 급격한 점도 상승으로 인하여 목표 중합도를 달성하지 못하고 반응이 종료되거나, 중합물의 특징이 브리틀하여 칩 컷팅시 깨짐 현상 등의 문제가 있을 수 있고, 10 중량부를 초과할 경우 중합물 토출시 냉수에 용출 되거나 칩간 융착이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 중량평균분자량이 400 ~ 6,000, 바람직하게는 3,000 ~ 5,000일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00008
상기 화학식 1-1에 있어서, A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
본 발명의 카르복실산은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산은 테레프탈산 및 디메틸테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 본 발명의 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산은 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 수베린산, 시트르산, 피메르산, 아젤라인산, 세바스산, 노나노산, 데카노인산, 도데카노인산 및 헥사노데카노인산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 산성분은 산성분 전체 몰%에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 5 ~ 13 몰%, 바람직하게는 5 ~ 11 몰%, 더욱 바람직하게는 6 ~ 10 몰%를 포함할 수 있으며, 만일 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 5 몰% 미만으로 포함한다면 수용출이 되지 않는 문제가 있을 수 있고, 13 몰%를 초과한다면 냉수에서 용출 되거나, 중합시 급격한 점도 상승으로 물성에 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 산성분은 카르복실산으로 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산을 포함할 때, 산성분 전체 몰%에 대하여 87 ~ 95 몰%, 바람직하게는 89 ~ 95 몰%, 더욱 바람직하게는 90 ~ 94 몰%를 포함할 수 있으며, 만일 87 몰% 미만으로 포함한다면 열적 특성이 낮아지는 문제가 있을 수 있고, 95 몰%를 초과하여 포함한다면 수용해성이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.
한편, 카르복실산 및 글리콜은 1 : 0.9 ~ 1.5 몰비, 바람직하게는 1 : 1.0 ~1.4몰비, 더욱 바람직하게는 1 : 1.1 ~ 1.3 몰비를 가질 수 있으며, 만일 몰비가 1 : 0.9 미만이면 중량평균분자량이 낮아지는 문제가 있을 수 있고, 1 : 1.5를 초과하면 디올 성분간 반응으로 고분자 물성에 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 글리콜은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-프로판 디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올 중 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 에틸렌글리콜을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 고유점도(I.V)가 0.52 ~ 0.80 dl/g, 바람직하게는 0.59 ~ 0.73 dl/g, 더욱 바람직하게는 0.62 ~ 0.70 dl/g 일 수 있다.
또한, 본 발명의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 유리전이온도(Tg)가 49 ~ 75℃, 바람직하게는 55 ~ 68℃, 더욱 바람직하게는 58 ~ 65℃일 수 있다.
한편, 본 발명의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 하기 방정식 1에 의해 측정된 수용출율(%)이 85%이상, 바람직하게는 88%이상, 더욱 바람직하게는 90 ~ 98%일 수 있다.
[방정식 1]
Figure pat00009
상기 방정식 1에 있어서, A는 용출처리 전 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르를 나타내고, B는 용출처리 후 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르를 나타내며, B의 중량은 A를 95℃의 온도를 가지는 열수에 투입하여 60분동안 용출시키고, 상기 열수를 60℃의 온도까지 냉각 및 여과한 후 측정한 잔량의 중량을 나타낸다.
나아가, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유는 앞서 언급한 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 포함하는 수용출성 수지와 비용출성 수지를 복합방사하여 제조된다.
이 때, 비용출성 수지는 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지 및 폴리우레탄계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르계 수지를 포함할 수 있다. 다만, 비용출성 수지는 목적하는 물성을 가지는 섬유를 구현하기 위해 변경 사용될 수 있으며, 하기의 구체적인 예에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유는 시스-코어(Sheath-Core)형, 해도(Island in the Sea)형, 사이드 바이 사이드(Side by side)형, 분할된 파이(segmented pie)형, 평행형, 방사형, 다심형, 모자이크형, 매트릭스-분산형, 성운형 또는 C중공형을 가지는 복합섬유이거나 이러한 형태로 제조되는 복합섬유일 수 있으며, 이에 특별히 제한되는 것은 아니고 수용출성 수지 및 비용출성 수지를 각각 구분되게 포함하는 복합섬유 형태라면 바람직하다.
구체적으로, 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 시스-코어(Sheath-Core)형 복합섬유의 단면도로써, 도 1에 도시된 바와 같이 시스-코어(Sheath-Core)형 복합섬유의 경우, 보다 바람직하게는 비용출성 수지를 코어성분(21)으로 하고, 수용출성 수지를 시스성분(20)으로 할 수 있다. 반대로, 수용출성 수지를 코어 성분으로 하고, 비용출성 수지를 시스성분으로 할 수도 있다.
또한, 도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 해도(Island in the Sea)형 복합섬유의 단면도로써, 해도(Island in the Sea)형 섬유일 경우, 보다 바람직하게는 비용출성 수지를 해성분(30)으로 하고, 수용출성 수지를 도성분(31)으로 하는 해도(Island in the Sea)형 섬유일 수 있다. 이처럼, 비용출성 수지를 해성분(30)으로 포함함으로써 도성분(수용출성 수지)을 포함하는 극세사를 수득할 수도 있다. 또한, 반대로 수용출성 수지를 해성분으로 하고, 비용출성 수지를 도성분으로 하여 방사할 경우 용출 후 다중공 섬유를 얻을 수 있다.
또한, 도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 사이드 바이 사이드(Side by side)형 복합섬유의 단면도이고, 도 4는 분할된 파이(segmented pie)형 복합섬유 단면도이며, 도 5는 모자이크형 복합섬유의 단면도, 도 6은 매트릭스-분산형의 단면도이다. 도 3 내지 도 6에 도시된 복합섬유 형태의 경우 구분되어 형성되는 각각의 위치가 동등하기 때문에 본 발명의 수용출성 수지(도 4의 40)와 비용출성 수지(도 4의 41)의 바람직한 중량비를 만족한다면 수용출성 수지와 비용출성 수지가 포함되는 위치는 특별히 제한되지 않을 수 있다.
또한, 도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 C중공형 복합섬유의 단면도로써, 비용출성 수지를 시스부(100)으로 하고, 수용출성 수지를 코어부(200)로 할 수 있다. 시스부(200)는 코어부(100)를 외부에서 감싸는 형태로 C형 단면으로 형성되며, 코어부(100)는 상기 시스부(200)의 일측에서 외부로 노출되어 있는 형상으로 복합방사가 되어 형성될 수 있다. 이때, 코어부(100)가 시스부(200)의 일측에 노출됨으로써 이후 원단상태에서의 복합섬유에 포함된 코어부(100) 용출단계에서 코어부(100)의 용출이 용이할 수 있으며 코어부가 외부로 용출되면 도 8와 같이 C중공형 복합섬유가 제조될 수 있다.
한편, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법은 제1단계 내지 제3단계를 포함한다.
먼저, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법의 제1단계는 카르복실산 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산성분과 글리콜을 혼합 및 에스테르화 반응시켜 에스테르 화합물을 제조할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00010
상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-이다.
에스테르화 반응은 180 ~ 265℃의 온도, 바람직하게는 200 ~ 245℃의 온도 하에서 수행할 수 있다. 만일, 온도가 180℃ 미만이면 원료가 잘 녹지 않아 반응이 진행 되지 않는 문제가 있을 수 있고, 265℃를 초과하면 열화에 의한 분해 발생 또는 원하는 중합도를 얻을 수 없는 등의 문제가 있을 수 있다.
또한, 에스테르화 반응은 40 ~ 80 RPM의 교반속도, 바람직하게는 50 ~ 70 RPM의 교반속도 하에서 수행할 수 있으며, 만일 속도가 40 RPM 미만이거나, 80 RPM을 초과하면 충분한 에스테르화 반응이 이루어지지 않는 문제가 있을 수 있다.
또한, 에스테르화 반응시 소포제 및 에스테르화 촉매 중에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 소포제 및 에스테르화 촉매을 더 첨가하여 수행할 수 있다.
이 때, 소포제는 에스테르 화합물 전체 중량%에 대하여 0.005 ~ 0.02 중량%, 바람직하게는 0.008 ~ 0.012 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 에스테르화 촉매는 리튬아세테이트, 마그네슘아세테이트 및 칼슘아세테이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 할 수 있고, 바람직하게는 리튬아세테이트를 포함할 수 있다. 또한, 에스테르화 촉매는 에스테르 화합물 전체 중량%에 대하여 0.01 ~ 0.03 중량%, 바람직하게는 0.015 ~ 0.025 중량%를 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법의 제2단계는 제1단계에서 제조된 에스테르 화합물 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 혼합 및 중·축합 반응시켜 설포폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다.
중·축합 반응은 250 ~ 300℃의 온도, 바람직하게는 260 ~ 290℃의 온도 하에서 수행할 수 있다. 만일, 온도가 250℃ 미만이면 중합반응율의 문제가 있을 수 있고, 300℃를 초과하면 탄화 및 가수분해의 문제가 있을 수 있다.
또한, 중·축합 반응은 45 ~ 70 RPM의 교반속도, 바람직하게는 50 ~ 65 RPM의 교반속도 하에서 수행할 수 있으며, 만일 교반속도가 45 RPM 미만이면 반응속도 및 수평균 분자량의 문제가 있을 수 있고 70 RPM을 초과하면 반응속도가 빨라져 중합도가 낮은 문제가 있을 수 있다.
또한, 중·축합 반응시 중축합 촉매, 열안정제 및 산화방지제 중에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 중축합 촉매, 열안정제 및 산화방지제를 더 첨가하여 수행할 수 있다.
이 때, 중축합 촉매는 삼산화 안티몬을 포함할 수 있다. 또한 중축합 촉매는 설포폴리에스테르 수지 전체 중량%에 대하여, 0.05 ~ 0.15 중량%, 바람직하게는 0.07 ~ 0.13 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 열안정제는 트리메틸포스페이트(trimethylphosphate), 트리에틸포스페이트(Triethyl phosphate), 트리부틸포스페이트(Tributylphosphate), 트리부톡시에틸 포스페이트(Tributoxyethyl phosphate), 트리크레질 포스페이트(Tricresylphosphate), 트리아릴 포스페이트 이소프로필레이티드(Triaryl phosphate isopropylated), 하이드로퀴논 비스-(디페닐 포스페이트)(Hydroquinone bis-(diphenyl phosphate)) 및 ORTHO-PHOSPHORIC ACID 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 열안정제는 설포폴리에스테르 수지 전체 중량%에 대하여 0.05 ~ 0.15 중량%, 바람직하게는 0.07 ~ 0.13 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 산화방지제는 Pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)의 단독 또는 다른 산화방지제와의 혼합 형태를 포함할 수 있다. 또한, 산화방지제는 설포폴리에스테르 수지 전체 중량%에 대하여 0.05 ~ 0.15 중량%, 바람직하게는 0.07 ~ 0.13 중량%를 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법의 제3단계는 제2단계에서 제조된 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 이온성 첨가제 10 ~ 30 중량부, 바람직하게는 17 ~ 23 중량부를 교반하여 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다.
이 때, 이온성 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00011
상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-이다.
또한, 제3단계의 교반은 200 ~ 300℃의 온도, 바람직하게는 230 ~ 270℃의 온도에서 수행할 수 있으며, 만일, 온도가 200℃ 미만이면 용융 문제가 있을 수 있고, 300℃를 초과하면 고분자 탄화 및 분해의 문제가 있을 수 있다.
또한, 제3단계의 교반은 20 ~ 80 RPM의 교반속도, 바람직하게는 40 ~ 60 RPM의 교반속도 하에서 수행할 수 있으며, 만일 교반속도가 20 RPM 미만이면 혼합의 문제가 있을 수 있고 80 RPM을 초과하면 부하가 많이 걸려 작업성에 문제가 발생 할 수 있다.
나아가, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법은 제1단계 내지 제3단계를 포함한다.
먼저, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법의 제1단계는 앞서 언급한 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법으로 제조한 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 준비할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 고온 수용해성 설포폴리에스테르 블렌딩 복합섬유의 제조방법의 제2단계는 제1단계에서 준비한 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 50 ~ 80℃의 온도, 바람직하게는 60 ~ 70℃의 온도에서 24 ~ 72시간, 바람직하게는 48 ~ 60 시간 동안 건조하여 수분율 400ppm 이하의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다. 만일, 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 수분율이 400ppm을 초과한다면 방사 도중 가수분해에 의한 방사 조업성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법의 제3단계는 수분율 400ppm 이하의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 포함하는 수용출성 수지와 비용출성 수지를 복합방사하여 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유를 제조할 수 있다.
이 때, 제3단계의 복합방사는 250 ~ 330℃의 온도, 바람직하게는 265 ~ 300℃의 온도 하에서 수행할 수 있으며, 만일 온도가 250℃ 미만이면 용융 흐름이 원활하지 않아 브리틀한 형태의 원사가 형성되며 권취 공정을 할 수 없게되는 문제가 있을 수 있고, 330℃를 초과하면 열화에 의하여 사 형성이 되지 않고 용융물 형태로 흐르게되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 제3단계의 복합방사는 1,500 ~ 3,500 MPM의 방속, 바람직하게는 2,500 ~ 3,000 MPM의 방속 하에서 수행할 수 있으며, 만일 방속이 1,500 MPM 미만이면 미연신이 상태로 원사가 제조 후 경시변화가 발생하여 신도가 급격히 저하하는 문제가 있을 수 있고, 3,500 MPM를 초과하면 높은 방속으로 인하여 방사 도중 사절이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
한편, 제3단계의 복합방사는 다양한 형태의 구금을 통해서 수행할 수 있으며, 구금의 형태에 따라 제조되는 복합섬유는 시스-코어(Sheath-Core)형, 해도(Island in the Sea)형, 사이드 바이 사이드(Side by side)형, 분할된 파이(segmented pie)형, 평행형, 방사형, 다심형, 모자이크형, 매트릭스-분산형, 성운형 또는 C중공형을 가질 수 있다.
나아가, 본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법은 제4단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법의 제4단계는 제3단계에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유를 연신할 수 있다.
이 때, 연신은 70 ~ 110℃, 바람직하게는 80 ~ 100℃의 고뎃롤러(godet roller) 온도, 100 ~ 140℃, 바람직하게는 110 ~ 130℃의 열처리기(heat setter) 온도 하여, 2.0 ~ 4.5배, 바람직하게는 2.5 ~ 3.3배로 연신을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구현예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명의 구현예를 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구현예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시예 1 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
(1) 산성분, 디올성분, 소포제 및 리튬아세테이트(에스테르화 촉매)를 투입하고, 200℃에서 245℃까지 승온 및 60RPM의 속도로 혼합 및 에스테르화 반응시켜 에스테르 화합물을 제조하였다.
이 때, 산성분으로 산성분 전체 몰%에 대하여, 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 7몰% 및 테레프탈산 93몰%를 사용하였다.
또한, 디올성분으로 에틸렌글리콜을 사용하였으며, 에틸렌글리콜은 테레프탈산 기준으로 1 : 1.2 몰비로 사용하였다.
또한, 소포제는 제조된 에스테르 화합물 전체 중량%에 대하여 0.01 중량%를 사용하였고, 에스테르화 촉매는 제조된 에스테르 화합물 전체 중량%에 대하여 0.2 중량%를 사용하였다.
(2) 제조된 에스테르 화합물에 중량평균분자량이 4,000인 폴리에틸렌글리콜(PEG), 산화방지제, 열안정제 및 삼산화 안티몬(중축합 촉매)을 투입하고, 최종압력이 0.5 Torr가 되도록 서서히 감압하면서 275℃까지 승온 및 56RPM의 속도로 혼합 및 중·축합 반응시켜 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다.
이 때, 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 에스테르 화합물 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 5 중량부 사용하였다.
또한, 제조된 설포폴리에스테르 수지 전체 중량%에 대하여 산화방지제는 0.1중량%, 열안정제는 0.1중량%, 중축합 촉매는 0.1중량%을 사용하였다.
(3) 제조된 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 이온성 첨가제로서 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 20 중량부를 250℃의 온도, 50RPM의 속도로 5분간 교반하여 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다.
[화학식 1-2]
Figure pat00012
상기 화학식 1-2에 있어서, A 및 B는 -CH2CH2-이다.
실시예 2 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 에스테르 화합물 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 15 중량부로 사용하였다.
실시예 3 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 에스테르 화합물 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 2 중량부로 사용하였다.
실시예 4 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 산성분으로 산성분 전체 몰%에 대하여, 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 3몰% 및 테레프탈산 97몰%를 사용하였다.
실시예 5 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 산성분으로 산성분 전체 몰%에 대하여, 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 15몰% 및 테레프탈산 85몰%를 사용하였다.
실시예 6 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 이온성 첨가제로서 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 대신, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하였다.
[화학식 2]
Figure pat00013
상기 화학식 2에 있어서, 상기 D 및 E는 -CH2CH2-이다.
실시예 7 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 산성분으로 산성분 전체 몰%에 대하여, 이소프탈산 7몰% 및 테레프탈산 93몰%를 사용하였다.
실시예 8 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 제조된 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 이온성 첨가제로서 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 15 중량부를 사용하였다.
실시예 9 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다. 다만, 하기 표 1에 기재된 것처럼, 실시예 1과 달리 제조된 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 이온성 첨가제인 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 25 중량부를 사용하였다.
비교예 1 : 설포폴리에스테르 수지의 제조
(1) 산성분, 디올성분, 소포제 및 리튬아세테이트(에스테르화 촉매)를 투입하고, 200℃에서 245℃까지 승온 및 60RPM의 속도로 혼합 및 에스테르화 반응시켜 에스테르 화합물을 제조하였다.
이 때, 산성분으로 산성분 전체 몰%에 대하여, 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 7몰% 및 테레프탈산 93몰%를 사용하였다.
또한, 디올성분으로 에틸렌글리콜을 사용하였으며, 에틸렌글리콜은 테레프탈산 기준으로 1 : 1.2 몰비로 사용하였다.
또한, 소포제는 제조된 에스테르 화합물 전체 중량%에 대하여 0.01 중량%를 사용하였고, 에스테르화 촉매는 제조된 에스테르 화합물 전체 중량%에 대하여 0.2 중량%를 사용하였다.
(2) 제조된 에스테르 화합물에 중량평균분자량이 4,000인 폴리에틸렌글리콜(PEG), 산화방지제, 열안정제 및 삼산화 안티몬(중축합 촉매)을 투입하고, 최종압력이 0.5 Torr가 되도록 서서히 감압하면서 275℃까지 승온 및 56RPM의 속도로 혼합 및 중·축합 반응시켜 설포폴리에스테르 수지를 제조하였다.
이 때, 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 에스테르 화합물 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 5 중량부 사용하였다.
또한, 제조된 설포폴리에스테르 수지 전체 중량%에 대하여 산화방지제는 0.1중량%, 열안정제는 0.1중량%, 중축합 촉매는 0.1중량%을 사용하였다.
실험예 1 : 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 물성 측정
실시예 1 ~ 9에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지 및 비교예 1에서 제조된 설포폴리에스테르 수지 각각을 하기 기재된 실험을 실시하고, 이를 통해 측정된 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
1. 고유점도(I.V)
오르쏘-클로로 페놀(Ortho-Chloro Phenol)을 용매로 하여 110℃, 2.0g/25m의 농도로 30분간 용융 후, 25℃에서 30분간 항온하여 캐논(CANON) 점도계가 연결된 자동 점도 측정 장치로부터 분석하였다.
2. 유리전이 온도(Tg)
유리전이온도는 시차 열량분석기를 이용하여 측정하였고 분석조건은 승온속도를 20℃/min로 하였다.
3. 토출작업성 평가
실시예 1 ~ 9에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지 및 비교예 1에서 제조된 설포폴리에스테르 수지의 칩화를 진행할 때, 10 ~ 15℃ 수준의 냉수에 통과시키면서 절단 작업을 진행시키고, 이때 냉수 중 용출이 일어나는지 여부 및 칩간 붙는 현상(Bridge)가 발생하는지 여부를 확인하였다.
4. 방사작업성 평가
실시예 1 ~ 9에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지 및 비교예 1에서 제조된 설포폴리에스테르 수지를 통상의 폴리에스테르 용융방사장치를 통해 방사시켜 방사하였을 때 절사가 없고, 잡사가 발생하지 않으며, 권취 중 사절이 발생하지 않는 매우 우수한 정도를 ◎로, 권취 중 사절이 1 ~ 2회 발생하면 O, 권취 중 사절이 3~5회 발생 및 잡사 발생할 경우 △로, 권취가 불가능 할 경우 ×로 각각 구분하였다.
5. 수용출성 평가
하기 방정식 1에 의해 실시예 1 ~ 9에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지 및 비교예 1에서 제조된 설포폴리에스테르 수지의 수용출율(%)을 계산 및 측정하였다.
[방정식 1]
Figure pat00014
상기 방정식 1에 있어서, A는 용출처리 전 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 나타내고, B는 용출처리 후 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 나타내며, B의 중량은 5g의 A를 100g의 물이 든 용기(POT)에 투입하여 적외선 염색기(대림스타릿 社)에 장착 후 승온 속도 2.5℃/min로 95℃로 승온시킨 후 60분 동안 수용출시키고, 2.5℃/min로 60℃까지 냉각 및 여과한 후 측정한 잔량의 중량을 나타낸다.
Figure pat00015
표 1을 참조하면, 실시예 2, 5 및 9에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 토출작업성이 불량이고, 방사작업성에 있어서, 권취가 불가능할 정도임을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 3 및 8, 비교예 1에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 실시예 1에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지보다 낮은 수용출율을 가짐을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 4, 6 및 7에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 실시예 1에서 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지보다 현저히 낮은 수용출율을 가짐을 확인할 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (16)

  1. 설포폴리에스테르 수지 조성물을 중·축합반응시켜 제조된 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 이온성 첨가제 10 ~ 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이온성 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
    [화학식 1]
    Figure pat00016

    상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설포폴리에스테르 수지 조성물은 카르복실산 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산성분과 글리콜을 포함하는 디올성분을 에스테르화 반응시켜 제조된 에스테르 화합물; 및 폴리에틸렌글리콜(PEG); 을 포함하고,
    에스테르 화합물 100 중량부에 대하여, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 1 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지;
    [화학식 1]
    Figure pat00017

    상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 산성분은 산성분 전체 몰%에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 5 ~ 13 몰%로 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 카르복실산 및 글리콜은 1 : 0.9 ~ 1.5 몰비를 가지는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 글리콜은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-프로판 디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 카르복실산은 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산 및 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 탄소수 6 내지 14의 방향족 다가 카르복실산은 테레프탈산 및 디메틸테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 탄소수 2 내지 16의 지방족 다가 카르복실산은 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 수베린산, 시트르산, 피메르산, 아젤라인산, 세바스산, 노나노산, 데카노인산, 도데카노인산 및 헥사노데카노인산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 중량평균분자량이 400 ~ 6,000인 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 고유점도(I.V)가 0.52 ~ 0.80 dl/g, 유리전이온도(Tg)가 49 ~ 75℃인 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 블렌딩 설포폴리에스테르 수지는 하기 방정식 1에 의해 측정된 수용출율(%)이 85%이상인 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지;
    [방정식 1]
    Figure pat00018

    상기 방정식 1에 있어서, A는 용출처리 전 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 나타내고, B는 용출처리 후 칩 형태로 제조된 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 나타내며, B의 중량은 A를 95℃의 온도를 가지는 열수에 투입하여 60분동안 용출시키고, 상기 열수를 60℃의 온도까지 냉각 및 여과한 후 측정한 잔량의 중량을 나타낸다.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 포함하는 수용출성 수지와 비용출성 수지를 복합방사하여 제조된 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유.
  12. 카르복실산 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산성분과 글리콜을 포함하는 디올성분을 혼합 및 에스테르화 반응시켜 에스테르 화합물을 제조하는 제1단계;
    상기 에스테르 화합물 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 혼합 및 중·축합 반응시켜 설포폴리에스테르 수지를 제조하는 제2단계; 및
    상기 설포폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 이온성 첨가제 10 ~ 30 중량부를 교반하여 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하는 제3단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00019

    상기 화학식 1에 있어서, 상기 A 및 B는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이온성 첨가제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 에스테르화 반응은 180 ~ 265℃의 온도 및 40 ~ 80 RPM의 교반속도 하에서 수행하고,
    상기 중·축합 반응은 250 ~ 300℃의 온도 및 40 ~ 70 RPM의 교반속도 하에서 수행하며,
    상기 제3단계의 교반은 200 ~ 300℃의 온도 및 20 ~ 80 RPM의 교반속도 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 수지의 제조방법.
  15. 제12항 및 제14항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조한 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 준비하는 제1단계;
    상기 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 60 ~ 70℃의 온도에서 48 ~ 60 시간동안 건조하여 수분율 400ppm 이하의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 제조하는 제2단계; 및
    상기 수분율 400ppm 이하의 블렌딩 설포폴리에스테르 수지를 포함하는 수용출성 수지와 비용출성 수지를 복합방사하여 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유를 제조하는 제3단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복합방사는 250 ~ 330℃의 온도 및 1,500 ~ 3,500 MPM의 방속 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 고온 수용해성 블렌딩 설포폴리에스테르 복합섬유의 제조방법.
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