KR820000725B1

KR820000725B1 - 이염성 포리에스텔 섬유의 제조법

Info

Publication number: KR820000725B1
Application number: KR1019810000220A
Authority: KR
Inventors: 이유건; 황기호; 정규하
Original assignee: 선경합섬 주식회사; 정찬주
Priority date: 1981-01-26
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1982-04-30

Abstract

내용 없음.

Description

이염성 포리에스텔 섬유의 제조법

본 발명은 염색성이 개량된 포리에스텔 섬유를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 분산염료에 대하여 높은 흡착능력을 가진 포리에스텔 섬유를 제조하는 방법을 제공함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로 포리에스텔, 특히 포리에티렌테레프타레이트를 구성단위로 하는 포리에스텔은 우수한 화학적 성질, 물리적 성질을 가진 점에서 섬유, 수지, 필름 등의 폭넓은 분야에 걸쳐 널리 이용되고 있다.

그러나, 이같은 포리에스텔도 염색성에 관해서는 그 화학구조식에서 추정되는 바와 같이 산성염료와 염기성 염료와 같은 이온성염료와 친화성을 얻을 수 없고, 또한 그 분자의 구조의 고배향성 때문에 분산염료에 대해서도 고온고압염색, 캐리어 염색 등을 필요로 하는 결점을 가지고 있다.

고온고압 염색에서는 특수한 염색 설비가 있어야 하고, 염색가격도 높게 되며, 또한 캐리어를 병용한 캐리어 염색에서는 상온상압에서 염색이 가능하지만, 그 때 사용하는 캐리어의 폐액처리에서의 배수공해와 취기에 의한 생리공해가 상당히 큰 피해가 된다.

이와 같은 포리에스텔 섬유의 결점을 개선하기 위해 각종 방법이 개발되고 있다. 예컨대, 포리에스텔 섬유에 대한 이염화 방법으로서는

1) 포리머 분자구조의 규칙성을 감소시키거나, 입체장해가 있는 기(基)를 도입 공중합하여 결정화의 진행을 저해시켜 염료가 확산하는 비정영역(非晶領域)을 증가시키는 것.

2) 제2물질(저분자, 고분자)을 혼합하여 결정화를 저해하는 것.

3) 연신조건과 열처리조건을 개량하여 비정영역을 증가시키거나, 비정영역내 분자의 응집밀도를 저하시키기도 하여 염료가 확산하기 쉽게 하는 것 등을 들 수가 있다.

그러나 제2물질을 혼합하여 개량하는 방법은 혼합방사될 때 까지의 용융상태의 혼합시간이 짧으므로 일반적으로 반응이 불충분하며 포리에스텔의 분자량 저하가 현저하여, 포리에스텔 섬유의 물성에 나쁜 영향을 야기시키며, 또한 후공정에서 제2물질이 탈리되어 내세탁성이 불량한 결점을 가진다.

더우기 연신조건과 열처리조건을 개량하는 방법은 충분한 이염효과의 보장이 불가능하다.

또한 공중합에 의해 이염 목적을 달성하기 위해 일반적으로 포리알킬렌옥사이드를 공중합하여 포리에스텔을 변성하는 방법이 알려져 있다.

예를 들면 영국특허 제682866호, 제767394호 및 미국특허 제2744087호에서는 공중합 성분으로서, 고분자량의 포리에티렌그리콜을 사용하여, 포리에스텔에 친수성을 부여함과 동시에, 포리에스텔 중의 비정영역을 확대하여 염료의 확산 속도를 올려, 염색성을 향상시킨다고 기술하고 있다.

그러나 이 방법에 의해 제조된 변성 포리에스텔은 통상의 섬유 또는 필림을 성형하는데 충분한 평균분자량을 가지고 있음에도 불구하고 현저하게 낮은 용융점도를 가지므로, 이를 성형 가공하는데는 특별한 주의를 요한다.

더우기 첨가량이 증가함에 따라 융점의 저하가 현저하며, 포리에스텔의 내열성이 저하하는 결점이 있다.

본 발명에서는 상술한 제반 문제점을 개량하기 위하여 이염제와 보통의 포리에스텔 체인과의 결합에 의한 신규한 공중합체 구조를 형성케 함으로서 포리에스텔 섬유의 이염성의 안정화를 기할 수 있도록 하였는바 본 발명의 이염화 방법에 관해 상술하면 다음과 같다.

본 발명에서 적용하는 포리에스텔은 포리에티렌테레프타레이트 및 그 공중합체, 포리-1,4 사이크로헥산디메티렌테레프타레이트 및 그 공중합체, 포리에티렌옥시벤조에이트 및 그 공중합체를 들 수 있지만 특히 포리에티렌테레프타레이트가 적당하다.

본 발명은 상기의 보통의 포리에스텔에 다음 일반식(1)의 화합물과 일반식(2) 화합물을 보통의 포리에스텔 섬유 제조공정중의 에스텔화 반응 에스텔 교환반응 또는 중합 반응중에 투입하여 300℃ 이하의 온도에서 축중합시킴으로서 이염성 포리에스텔 섬유를 제조함을 특징으로 한 것이다.

일반식(1)

단, R₂은 지방족 및 방향족 포화내지 불포화 탄화수소 R₁은 분자량 300-6,000의 포리알킬렌옥사이드 X′는 카복실기 X는 에스텔기이다.

일반식(2)

단, R₃, R₅는 수소원자 또는 메틸기

m, n은 1-10의 정수이다.

특히 상기 일반식(1)에서의 포리알킬렌옥사이드는 수평균 분자량 600-6,000, 바람직하게는 800-4,000의 포리에티렌옥사이드, 포리프로피렌옥사이드 및 에티렌옥사이드와 프로피렌옥사이드와의 공중합체를 들 수 있으나, 특히 포리에티렌옥사이드가 적당하다.

포리알킬렌옥사이드의 수평균 분자량이 600 미만에서는 이염화 효과가 불충분하고 포리에스텔의 융점의 저하가 현저하여 바람직하지 않다.

한편 6,000을 넘어서는 경우는 포리에스텔과의 반응이 늦고 또한 내열성이 불량해지고 이염화효과도 불충분하다.

일반식(1)의 화합물은 반응성이 강한 말단 그룹을 가지며 극히 양호한 이염성 화합물이다.

상술한 포리알킬렌옥사이드가 양말단이 -OH기로 되어 있어 반응성이 비교적 불량한 결함이 있었으나 일반식(1)은 한편으로는 말단기가 -COOH기로 되어 있어 반응성이 매우 좋다.

일반식(1) 화합물의 첨가량은 포리에스텔에 대해 2-10중량%, 바람직한 것은 3-7중량%이다.

첨가량이 2중량% 미만에서는 이염화 효과가 불충분하며 한편 10중량%를 넘어서면 이염화효과가 포화하는 외에 융점의 저하, 착색을 일으키는 현상이 나타난다.

일반식(1)의 화합물에 일반식(2)의 보조이염제를 첨가시키는 것은 그 반응이론은 명확하지는 않으나 여러가지 시험결과 포리에스텔에 첨가하는 이염제의 전체 양면에서 볼 때 이염제의 전체적인 첨가량을 크게 감소시키면서도 반응성 및 제조된 이여성 포리에스텔 섬유의 제반 물성이 일반 포리에티렌테레프타레이트 섬유에 비해 거의 손색이 없는 상태를 유지하게 할 수 있었음을 확인할 수가 있었는바, 이것은 일반식(1)의 화합물 속의 이염성 성분과 일반식(2)의 화합물 중의 이염성분의 상승작용 및 각각의 특성에 기인하는 것으로 추측된다.

특히 일반식(2)에서 나타나는 디올(Diol) 중에서

의 일반식으로 표시되는 것이 일반식(1) 화합물의 보조이염제로서 유효하다.

단, m, n, R₁, R₃는 각각 전에 정의한 것과 동일하다.

일반식(2) 화합물의 첨가량은 일반식(1)에 대해 0.5-50중량%가 적당하다.

일반식(1), 일반식(2) 화합물의 첨가시기는 포리에스텔의 축중합이 완료하기 이전의 임의의 단계로도 좋으나 통상 축중합의 개시직전이 선정된다.

이때 산화방지제 또는 열안정제의 병용은 이들 첨가제가 축중합시에 착색성에 문제가 없는한, 방사공정 이후에서의 내산화성과 내열성을 향상시키므로 바람직하다.

본 발명 방법에 의해 얻어진 개질 포리에스텔 섬유는 양호한 백도를 가지며, 또한 염색성이 현저하게 개선되어 캐리어를 사용하지 않고 고압색법에 의하지 않고 상압으로 용이하게 염색되는 특징을 가진다.

이하 본 발명을 실시예로서 구체적으로 설명한다.

실시예중 부는 중량부를 나타낸다.

[실시예 1]

디메틸테레프타레이트 1,000부, 에티렌그리콜 670부 및 초산칼슘 0.5부를 통상의 정류탑을 가진 반응기에 넣어 상압법에 의해 170-220℃에서 메타놀을 제거하면서 에스텔 교환 반응을 향했다.

계속해서 축중한 반응조에 옮겨, 3산화 안티몬 0.4부, 2산화 티탄 4부, 아인산 0.4부 및 포리에티렌옥사이드의 수평균 분자량 4,000을 가진 일반식(1) 화합물 50부 및 일반식(2) 화합물중 2,2-비스(파라-하이드록시페닐)프로판의 에티렌옥사이드 8몰 부(付)가물 5부를 첨가하여, 서서히 승온해 가면서 감압하여, 에티렌그리콜을 제거해 가면서 최종적으로 280℃ 0.5㎜Hg에서 2시간 축중합 반응을 행했다.

얻어진 포리머를 용융 방사하여 4.0배로 연신하여 75데니어-36 필라멘트의 연신사로 했다.

연신사를 재편하여, Miketon Polyester Blue-FBL(三井東壓化學(株)製) 3% OWF(on the weight fiber) 욕비 1:30의 염색용중에서 100℃에서 60분간 염색했다.

재물성의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

[실시예 2]

테레프탈산 1,200부, 에티렌그리콜 900부 및 초산칼슘 0.4부를 정류탑을 가진 반응기에 넣어, 250℃로 가열하여, 내압이 절대압 4-3㎏/㎠로부터 서서히 감소시키면서 반응시켜 반응에 의해 생성하는 물을 반응계외로 유출시켰다.

계속해서 반응물을 축중합 반응조에 옮겨, 3산화안티몬 0.3부, 아인산 0.3부 및 포리에티렌옥사이드의 분자량이 1,000의 일반식(1) 화합물을 80부 일반식(2) 화합물중 네오펜틸그리콜의 에티렌옥사이드 4몰 부(付)가물 4부를 첨가하여 서서히 승온해 가면서 감압하여 최종적으로 0.5㎜Hg에서 2시간 반응시켰다.

얻어진 포리머를 실시예 1과 같이 연신사를 얻어 염색했다.

제물성의 측정결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

[실시예 3]

포리에티렌옥사이드의 수평균 분자량 2,000을 가진 일반식(1) 화합물 60부 및 일반식(2) 화합물중 하이드로퀴논의 에티렌옥사이드 8몰 부(付)가물 5부를 첨가하는 이외는 실시예 1과 마찬가지 조건으로 중합제 사하여 염색한 결과 제물성의 측정치는 표 3과 같다.

[표 3]

[실시예 4]

포리프로피렌옥사이드의 수평균 분자량 4,000을 가진 일반식(1) 화합물 50부 및 일반식(2) 화합물중 레조시놀(Resorsinol)의 프로피렌옥사이드 8몰 부가몰 5부를 첨가하는 이외는 실시예 1과 마찬가지 조건으로 중합제사하여 염색한 결과 제물성의 측정치는 표 4와 같다.

[표 4]

Claims

디올과 디카르본산 또는 디카르본산의 에스텔결합으로 형성되는 보통의 포리에스텔에 다음 일반식(1) 화합물과 일반식(2) 화합물을 보통의 포리에스텔 제조공정 중의 에스텔화 반응, 에스텔 교환반응 또는 축중합 반응중에 첨가하여 만든 공중합체를 방사하는 것을 특징으로 하는 이염성 포리에스텔 섬유의 제조방법.

일반식(1)

위에서 R₁은 수평균 분자량 600-6,000의 포리알킬렌옥사이드, R₂는 지방족 및 방향족 포화 내지 불포화 탄화수소, X는 에스텔기, X′는 카복실기이다.

일반식(2)

위에서, R₃, R₅는 수소원자 또는 메틸기

또는 -CH₆H₄CH=CH-C₆H₄-이고 m, n은 1-10의 정수이다.