KR870000746B1

KR870000746B1 - 공중합 폴리에스텔 섬유의 제조방법

Info

Publication number: KR870000746B1
Application number: KR1019850003846A
Authority: KR
Inventors: 임재근; 최수명; 강석주
Original assignee: 동양나이론 주식회사; 배기은
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1987-04-13
Also published as: KR860009163A

Abstract

내용 없음.

Description

공중합 폴리에스텔 섬유의 제조방법

본 발명은 염색성이 개선된 폴리에스텔 섬유의 제조에 관한 것으로, 더욱 상세히 말하면 100℃ 이하 상압에서 캐리어(carrier)없이 염기성 염료에 선명하게 염색되며 또한 분산 염료에도 농색으로 염색되는 폴리에스텔 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

에틸렌 테레프탈레이트 단위를 주체로 하는 폴리에스텔에 금속염 설포네이트기를 함유하는 디카본산 또는 디올 유도체를 공중합 시킴으로써 염기성 염료 가염성인 폴리에스텔 섬유를 제조하는 것은 잘 알려져있다.

이 폴리에스텔을 염기성 염료 또는 분산염료로 염색하는 경우 상압 100℃ 부근에서 충분히 염색되기 위해서는 공중합 성분이 5몰% 이상이 필요한 데 이와 같이 공중합 성분이 많은 폴리에스텔은 제사공정에서 조업성이 아주 가쁘며 제품의 가수분해성이 크기 때문에 실용상 문제가 많다.

양모 등 천연 섬유와의 혼방품에는 고온 고압염색을 할 수 없고 100℃ 캐리어 염색이 일반적인데 최근 공해문제가 제기됨에 따라 100°상압에서 캐리어없이 염색가능한 폴리에스텔의 요구가 절실해 졌다.

본 발명자 등은 100℃ 이하 상압에서 캐리어 없이 염기성 염료에 의해 선명하게 염색되고 또한 분산 염료에도 농색으로 염색되는 폴리에스닐 섬유의 제조를 예의 연구한 결과 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명은 1.5 내지 4.0몰%의 금속 설포네이트기를 함유한 이소프탈산과 하기 일반식(1)의 알콕시폴리알킬렌 글리콜을 0.3 내지 3.0몰% 공중합 함으로써 상압 100℃이하에서 염기성 염료에 농염되어 물성이 양호한 폴리에스텔을 얻을 수 있다.

R-O-[G-O]_X-H (1)

상기 일반식중,

R은 탄소수 7 내지 22의 알킬기,

G는 에틸렌, 프로필렌 또는 부틸렌기,

x는 7 내지 22의 정수이다.

본 발명에서 금속 설포네이트기를 함유한 이소프탈산 함량이 1.5몰% 이하일 때는 폴리알킬렌 글리콜 함량이 극단적으로 많아도 상염가압(常壓可染)이 되지 않고 또한 4.0몰%를 넘으면 금속 설포네이트기를 공중합함에 따라 폴리머의 용융점도가 너무 크게 되어 교반효과가 나빠져서 중합속도가 저하하고 따라서 섬유로서 필요한 중합도의 폴리머를 방사할 때 용융점도가 높아 방사가 곤란하다. 게다가 설포네이트기의 함량이 높아짐에 따라 친수성이 증가하여 가수분해가 잘 되며 연신성이 떨어진다.

본 발명에서는 특수한 폴리알킬렌 글리콜을 함께 공중합 함으로써 금속 설포네이트기를 함유한 이소프탈산을 소량 공중합하여도 상압 염색가능한 염기성 폴리에스텔 섬유를 얻을 수 있다.

폴리에스텔 섬유, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 염색성을 증진시키기 위해 알콕시 폴리에틸렌 글리콜을 중합시키는 것이 많이 알려져 있다(미국 특허 제 2,905, 657). 그러나 종래의 알콕시 폴리에틸렌 글리콜을 사용할 경우 염색증진 효과는 탁월하나 내열성 및 내광성이 저하되어 실용상 문제가 된다.

본 발명에서 신규한 것은 특수한 범위의 알콕시기를 가진 알콕시 폴리알킬렌 글리콜을 사용함으로써 열안정성 및 내광성이 양호하고 이염효과가 탁월한 폴리에스텔 섬유를 얻을 수 있다.

일반식 R-O-(G-O)_XH에서

알킬기 R은 탄소수 7 내지 22가 좋으며, 더욱 좋기는 10 내지 19이다. G는 -C₂H_x-.-CH₂CH₂CH₂-.-CH₂CH₂CH₂CH₂-중의 하나 또는 2개의 혼합물이며 좋기는 -CH₂CH₂-이다. x는 7 내지 22의 정수이며 더욱 좋기는 10 내지 19이다. R에서 탄소수가 7 이하일 때는 내열성이 불량하며 22를 넘을때는 내열성 증진은 더 이상 크지 않고 염색성 증진효과가 감소한다.

알콕시 폴리알킬렌 글리콜의 함량은 디카본 산성분의 0.3 내지 3.0몰%, 좋기는 0.6 내지 2.0몰%이다. 알콕시 폴리알킬렌 글리콜의 함량이 0.3몰% 이하일 때는 이염 효과가 불분충하여 금속 설포네이트기를 가진 이소프탈레이트를 극히 다량으로 사용해야 하며 이것은 중합 및 방사에서 문제를 초래한다. 또한 3.0몰% 이상일 때는 물성저하가 심하다.

본 발명에서 금속 설포네이트기를 함유한 이소프탈산으로서는 5-디 움설 포이소프탈산(5-sodium sulfoisophthalic acid) 또는 그의 유도체이다. 본 발명에서는 폴리에스텔의 분자량을 증가시키기 위해 소량의 쇄분지제(鎖分枝劑)를 사용하여도 좋다. 쇄분지제로서는 트리메신산(trimesic acid), 펜타에리트리톨(Pemtaerythritol)등이 있다. 또 본 발명의 폴리에스텔 섬유의 내광성 증진을 위해 소량의 망간 화합물을 사용 하여도 좋다.

본 발명의 공중합 폴리에텔은 디카본산 에스테르와 글리콜을 에스테르 교환반응 시킨 후 중축합 반응시키는 방법, 디카본산과 글리콜을 에스테르화 반응시켜 중축합 반응시키는 방법 등, 통상의 폴리에스텔 제조법에 따라 얻어지는데, 전기의 알콕시 폴리알킬렌 글리콜의 첨가시기는 에스테르 교환반응을 채용할 때는 반응 초기에, 에스테르화 반응을 경유하여 폴리에스텔을 제조할 때는 에테르 결합의 분해를 억제하기 위해 에스테르화 반응 직후 중축합 반응 개시 직전에 철가하는 것도 좋다. 또 전기 공중합 폴리에스텔를 제조할 때 사용하는 촉매, 소염제 및 안정제 등의 철가제에 있어서 특별한 제한은 없다.

이하 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 실시예 중의 부(部)는 중량부를 의미하여, 폴리에스텔의 융점은 DSC에 의해 질소분위기하에서 승온속도 20℃/ min의 조건으로 측정하였다.

염기성 염료에 의한 염착율은, Sevron Blue B(듀 폰 사, 염기성 염료) 4.0% owf, 초산 및 초산 나트리움 각각 0.2g/l,욕비 1 : 80으로 하여 98℃에서 90분간 염색한 후 염색전후의 염액 흡광도를 측정하여 하기 식에 의해 구하였다. 또 분산 염료의 염찰율은 Diepersol Fast Scarlet B(ICI 사, 분산염료) 4.0%owf, 분산제 1g/l, 욕비 1 : 80으로 하여 상압 98℃에서 90분 염색하였다.

염착율(%)=100(A-B)/A

여기서, A=염색전 염액의 흡광도

B=염색후 염액의 흡광도

내광선은 Resolin Red FB(바이엘사, 분산염료) 0.2%owf로 상압에서 60분간 염색 후 페이드-오-미터(Fade-O-meter)에서 40시간 조사후 구하였다. 내가수분 해성은 섬유시료를 순수에서 욕비 1 : 80에서 40분간 끓일 후 인스트론(instron)에 의해 단사의 절단 강도를 측정하여, 처리 전의 강도에 대한 보지율로서 나타냈다.

[실시예 1 내지 5]

디메틸 테레프 탈레이트(Dimethyl Terephthalate) 1000부, 에틸렌 글리콜 650부, 일반식(1)로 표시된 알콕시기가 다른 화합물 소정량, 5-소디움 설포이소프탈산 디메틸에스테르(DMS)를 소정량, 초산 아연 2수화염 0.38부, 초산나트리움 0.60부, 삼산화안티몬 0.33부 및 펜타에리트리톨 1.2부를 에스테르 교환반응기에 넣고 150 내지 210℃까지 승온하며 부생 메탄올을 제거하여 에스테르 교환반응을 행하였다. 그후트리메틸 포스페이트(Trimethyl Phosyhate) 0.8부를 넣고 중축합조로 이송하여 온도를 280℃까지 승온한 후 서서히 감압, 0.1mmHg에서 2시간동안 에틸렌 글리콜을 제거하면서 중축합 반응을 행하였다.

생성된 공중합 폴리에스텔을 건조후 압출형 방사기에서 방사온도 290℃ 인취속도 900m/min로 방사후 미연신사를 상법에 따라 연신하여 75D/36F의 연신사를 얻었다.

[비교 실시예 1 내지 2]

실시예 1 내지 5에 있어서 일반식(1) 대신 분자량 550의 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 소정량 및 분자량 4000의 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 전기의 방법으로 실시하였다.

[비교 실시예 3]

실시예 1 내지 5에 있어서 일반식(1) 및 펜타에리트리톨을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다.

이하 표 1에 실시예 및 비교 실시예의 첨가제 함량 및 물성을 나타내었다.

[표 1]

첨가제 함량 및 물성

Claims

테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌 글리콜을 반응시켜 폴리에스텔을 제조함에 있어서, 금속 설포 네이트기를 함유한 이소프탈산 및 그의 유도체와 하기 일반식(1)로 표시된 알콕시 폴리알킬렌 글리폴을 첨가하여 공중합 하는 것을 특징으로한 폴리에스텔 섬유의 제조방법.

R-O-(G-0)_x-H (1)

여기서, R은 탄소수 7 내지 22의 알킬기,

G는 에틸렌기, 프로필렌기 또는 부틸렌기,

x는 7 내지 22의 정수이다.
제1항에 있어서, 금속 설포네이트를, 함유한 이소프탈산이 5-소 디움설포 이소프탈산, 5-소 디움 설포 디메틸이소프탈레이트 또는 5-소 디움 설포 이소프탈산의 디에틸에스테르인 방법.
제1항에 있어서, 일반식(1)의 첨가함량을 디카본산에 대해 0.3 내지 3.0몰%, 금속 설포네이트기를 함유한 이소프탈산 및 그의 유도체는 1.5 내지 4.0몰%로 하는 방법.