KR880001301B1 - 고수축성 폴리에스터사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고수축성 폴리에스터사의 제조방법

본 발명은 특수한 촉감 및 외관을 갖는 직, 편물용 소재로서 공정상태 및 사물성(

物性)이 개량된 고수축성 폴리에스터 멀티필라멘트사의 제조방법의 개량에 관한 것이다.

근래 폴리에스터 섬유를 천연섬유가 가지고 있는 우수한 특성을 갖도록하여 부가가치를 높이는 목적을 위하여 수축식 특수사가 개발되어 공업화되고 있는바, 소위 차별화상품으로서 다양한 용도화를 위하여 많은 연구가 실시되고 있다. 이와같은 추세를 감안하여 본 발명자는 신규한 외관과 동시에 특유한 촉감을 갖는 고급직, 편물 소재로서의 특수고신축사 개발에 착안하여 본 발명을 완성하게 이르렀는바, 종래 고수축성 폴리에스터사의 대표적인 제조방법은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 멀티필라멘트 방사원사를 저배율로 연신하여 보다 많은 불완전 배향 비결정 부분을 잔류시키는 방법을 사용하였으나, 이 경우는 섬유길이 방향에 염반이 발생하며 고신도이어서 차원 안정성이 불량하다는 결점이 있으며, 또한 이와같은 방법으로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 자체의 우수한 물성을 크게 저하시키지 않는 범위내에서 고수축 공중합 성분의 첨가도 180℃에서의 건열수축율 및 사물성(

物性)이 나빠진다는 한계가 있다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 개선하고저 에틸렌글리콜(EG)과 테레프탈산(TPA)(또는디메틸테레프탈레이트(DMT)을 반응시켜 폴리에스터를 제조할때 고수축 디-에시드(di-acid)성분으로서 이소프탈산(DMT)을 전(全) 산 성분에 대하여 2-16몰% 그리고 고수축 디올(Diol)성분으로서 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 전(全) 글리콜 성분에 대하여 2-12몰% 범위내에서 에틸렌테레프탈레이트 주쇄에 양 고수축성분의 합이 10-18몰% 되도록 첨가함을 특징으로 하는 고수축성 폴리에스터 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

이렇게 제조된 변성 폴리에스터 칩을 사용하여 통상의 방사조건으로 용융 방사하여 얻어진 미연신사를 공급원사로 하여 가열공급로울러와 연신로울러 사이에 있는 가열체 소위 가열판 온도를 접촉식의 경우 140℃이하 비접촉식의 경우 180℃이하로 설정하여 열처리를 하면서 연속적으로 연신을 실시하여 팩케이지로 권취하였다 얻어진 연신사의 비수수축율은 각 고수축성분의 첨가량 및 조합 그리고 가열판 열처리 온도에 따라 20-70%의 다양한 범위의 고수축율을 갖고 있었으며 연신사의 공정상태 및 사물성이 양호하고 일반 의류용 섬유 소재로서의 요구에 만족하는 균일한 실이 제조되었다.

종래 비수수축율이 서로 다른 2종의 폴리에스터 필라멘트군으로 구성된 혼섬사는 후공정에서 열처리에 의해 벌키화되어 실크와 같은 직편물용 소재로서 상품화되고 있다는 것은 이미 널리 알려진 바이다. 그러나 혼섬된 멀티필라멘트사내에 고수축성분과 저수축성분의 비수수축율차가 필요이상으로 커질수록 불필요한 긴루프의 발생으로 실크와 같은 특성이 감소하 표면도 외부마찰에 의해 쉽게 손상된다는 문제점을 갖고 있어 고수축 필라멘트군과 저수축 필라멘트군과의 비수수축율차를 15% 이상으로 설계된 고수축사를 사용하여 이 수축혼섬사로 하는 것은 실시불가능 상태이었다. 그러나 본 발명에 의한 실은 비수수축율이 10% 이하의 비교적 저수축사와 합사하지 않고 이들 각각의 필라멘트사를 경위사를 별도로 사용하는 조건으로 제직 및 제편하였을시 적당한 조건하에서 축소가공을 실시하여 열처리에 의한 직물표면에 지수축성분이 루우프상으로 발생되고 또한 상당히 벌키성이 향상되어 신규한 무늬와 특유한 촉감을 갖는 아마(linen)과 같은 소재로서 흥미있는 직,편물을 제조할 수 있었다.

본 발명에 있어서 고수축성분의 첨가는 이소프탈산(혹은 디메틸 이소프탈레이트)의 첨가량이 2몰% 미만은 고수축성분으로서 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)]프로판과의 혼합효과가 충분치 못하고 16몰%를 초과하면 고분자 체인내의 모빌리티(mobility) 증가로 인하여 최종사질에 있어서 잔류신도의 증가와 함께 비수수축후의 차원 안정성이 불량하다는 문제점이 있으므로 적당한 첨가량의 범위는 2-16몰% 바람직하기로는 4-12몰%이다.

또한2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판의 첨가도 2몰% 미만은 고수축성분으로서의 혼합효과가 충분치 못하고 그 량이 12몰%를 초과할 경우에 방속 및 연신배율이 떨어져 적정신도를 맞출 경우 방사시 외관이 불량하고 연신시 사절이 발생하는등의 공정트러블을 야기시키므로 그 첨가량의 범위는 2-12몰% 바람직하기로는 4-10몰% 범위가 적당하다. 그리고 각 고수축성분의 첨가량의 합이 4몰%가 되지 못하면 소정의 고수축율을 얻을 수 없으며, 18몰%를 초과하였을시 폴리머 물성의 저하와 더불어 첨가량 증가에 따른 수축율의 증가가 둔화되어 의미가 없다.

본 발명에 있어서의 폴리에스터 섬유에는 산화 티탄등 공지의 첨가제를 함유시켜도 좋다. 상기의 변성 폴리에스터 칩을 사용하여 통상의 방사조건으로 방사한후 연신시 가열매체인 가열판 온도를 접촉식의 경우 140℃이하 비접촉식의 경우 180℃이하로 설정하여 저온열 처리하는 것에 의하여 20-70%의 다양한 비수수축율 범위를 갖는 공정성 및 사물성이 개량된 고수축사를 제조할 수 있었다. 그러나 본 발명에 있어서 고수축성분으로서 이소프탈산(혹은 디메틸 이소프탈레이트) 및 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 상기 범위의 첨가량에 미달하는 양만큼 첨가된 변성 폴리에스터 칩을 사용하여 연신시 저온열처리를 실시하더라도 제조된 연신사는 소정의 고수축율을 갖지 못할 뿐 아니라 잔류신도가 높아 약간의 외력에도 변형을 일으키기 쉬우며 또한 경시변화도 커서 실용적인 직,편물용 원사로는 적당하지 못하였다.

본 바렴의 고수축사를 경위사를 별도로하여 환편 또는 경편 및 직물을 제조하였을시 공지의 정련 리렉스 공정에서 열수에 의하여 완화처리를 실시함으로서 이 직,편물을 각각 경위사중 어느 한 방향 또는 직,편물 조직에 따라 양방향에 20-70%의 수축을 일이켜 신규한 촉감과 특이한 외관을 갖는 주름진 직,편물을 얻을수가 있다.

비수수축율은 원사를 100℃의 비등수에 30분간 침지한 전후의 원사의 길이로 부터 다음 식을 이용하여 산출하였다.

비수수축율=

×100(%)

L₁=비등수 처리전의 원사길이(cm)

L₂=100℃의 비등수에 30분간 처리한 후의 원사길이(cm)

직,편물조직에서의 경위사 양섬유군을 비수수축 처리후 분리하여 각각의 L₂를 측정하여 비등수 처리전의 각 섬유군의 원사길이 L₁을 사용하여 산출하였다. 잔류신도는 일정 신장속도형 인장시험기를 사용하여 시료길이 200㎜, 인장 속도mm/분 차아트(chart) 속도 200mm/분으로 하중신장곡선을 구하여 사조가 끊어질때까지의 신도로서 측정하였다.

초기인장저항도는 상기의 하중인장 곡선상에 0점을 시점으로 하는 접선을 그어 다음식을 이용하여 계산하였다.

M(g/d)=

A=하중신장곡선과 접선과 만나는 접점에서의 하중치(g)

B=하중신장곡선과 접선이 만나는 접점에서의 신장치(mm)

L=시료길이(mm) D=필라멘트 De'(d)

이하 본 발명에 관하여 구체적인 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1]

DMT 100부

(이하부는 중량부를 말함)

디메틸 이소프탈레이트 10부, EG 70.16부 2-2'비스[4-(2하이드로시 에톡시)페닐]프로판 9.78부(디올(Diol) 대 디에시드(Diacid) 몰비 2.05 : 1)를 미리 혼합 슬러리로하여 에스테르 교환 반응기에 투입하여 질소 가스 분위기하에서 에스테르교환반응기의 내온이 145℃에 도달하면 초산 카르시움 1 수염 0.08부, 초산 코발트 4 수염 0.0027부를 첨가하여 내온을 140℃에서 230℃까지 승온시키면서 생성되는 메탄올을 계외(系外)로 증류제거하고 그 에스테르 화율이 98% 이상되면 에스테르 교환반응을 종료하고 이 얻어진 생성물에 안티모니 트리옥사이드(Antimoy Trioxide) 0.05부 아인산 0.08부를 토입하여 서서히 1mmHg까지 감압하면서 230℃에서 285℃까지 승온한후 중합반응을 완결하였다.

얻어진 칩(Chip)은 35℃의 오르도 클로로페닐(Ootho Chlorophenol)중에서 측정한 극한점도의 값이 0.71dl/g이었다. 이 칩을 150℃에서 감압건조후 0자공을 48개 갖는 노즐에 의해 1200m/min의 방속으로 방사하며 미연신사를 얻었다. 이 미연신사를 히이터 로울러 92℃ 조건으로 하고 가열판 (접촉식) 온도를 90℃로 설정하고 연신배율을 3.02로 주어 150De' 48 필라멘트 원사를 얻었다. 얻어진 고수축원사와 일반 폴리에스터 저수축사를 각각 경위사에 교호로 사용하여 직물밀도를 220본/in×140본/in로 하여 생지의 평직물을 만들고 이것을 98℃의 열수중에 30분간 습열처리를 실시하였더니 경위방향으로 수축을 일으키고 그후 정련 프리세트염색 최종세트의 후가공을 실시하여 최종제품으로 하였다. 얻어진 제품은 다업계의 숙련자에 의해 판단한 결과 특수한 촉감 및 외관을 갖는 신규한 고급직물로서 평가받았다.

[실시예 2]

실시예 1에 있어서 디메틸이 이소프탈레이트의 첨가량을 4부로 하고, 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 14.66부로 하여 가열판 온도를 100℃로 한것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

실시예 1에 있어서 디메틸 이소프탈레이트의 첨가량을 5부로 하고, 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 6.25부로 하여 가열판 온도를 OFF로 한것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 결과는 표 1에 나타낸 것과 같았다.

[비교예 1]

실시예 1에 있어서 디메틸 이소프탈레이트의 첨가량을 17부로 하고 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]

프로판을 첨가하지 않은것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 결과는 표 1에 표시한 바와 같았다.

[비교예 2]

실시예 1에 있어서 디메틸 이소프탈레이트를 첨가하지 않고 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판첨가량을 21.19부로 한것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 결과는 표 1에 표시한 바와 같았다.

[비교예 3]

실시예 1에 있어서 디메틸 이소프탈레이트의 첨가량을 1.5부로 하고, 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 3.26부로 한것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 결과는 표1에 표시한 바와 같다.

[비교예 4]

실시예 1에 있어서 디메틸 이소프탈레이트의 첨가량을 7부로 하고, 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 6.52부로 하여 가열판 온도를 147℃로 한것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 이상에서의 결과는 표 1에 도시한 바와 같다.

[비교예 5]

실시예 1에 있어서 가열판 온도를 147℃로 한것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 결과는 표 1에 표시한바와 같다.

[비교예 6]

실시예 1에 있어서 디메틸 이소프탈레이트의 첨가량을 17부로 하고, 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 6.52부 첨가하여 가열판 온도를 OFF한것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 결과는 표 1에 표시한 바와 같다.

[표 1표]

주) 표중 DMI는 디메틸 이소프탈레이트를 의미하며, BHEEPP는 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 나타냄.

Claims (2)

1. 에틸렌글리콜과 테레프탈산(또는 디메틸 테레프탈레이트)을 반응시켜 폴리에스터를 제조할때 고수축 디에시드(diacid)성분으로 이소프탈산(DMT일 경우는 디메틸 이소프탈레이트)을 전(全) 산 성분에 대하여 2-16몰%, 고수축디올성분으로 2-2'비스[4-(2하이드록시 에톡시)페닐]프로판을 전 글리콜 성분에 대하여 2-12몰% 범위내에서 에틸렌 테레프탈레이트 주쇄에 양 고수축 성분의 합이 10-18몰%되도록 첨가함을 특징을로 하는 고수축성 폴리에스터 섬유의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 폴리에스터 미연신사를 공급원사로하여 가열공급로울러와 연신로울러 사이에 있는 가열판의 온도를 접촉식의 경우 140℃ 이하, 비접촉식의 경우 180℃ 이하의 온도로 열처리함을 특징으로 하는 고수축성 폴리에스터 섬유의 제조방법.