KR900003338B1

KR900003338B1 - 고 수축성 폴리에스테르섬유의 제조방법

Info

Publication number: KR900003338B1
Application number: KR1019870014285A
Authority: KR
Inventors: 조원형; 이해운; 윤대모
Original assignee: 주식회사 코오롱; 이상철
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1990-05-14
Also published as: KR890010296A

Abstract

내용 없음.

Description

고수축성 폴리에스테르 섬유의 제조방법

본 발명은 고수축성 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 폴리에스테르 섬유내에 결정화 저지제를 도입하여 고수축성을 부여하는 방법에 관한 것이다.

다시 말하면 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 반응시켜 폴리에스테르 섬유를 제조할 때 고수축성을 부여하기 위한 결정화 저지제로서 프탈산, 무수프탈산, 이소프탈산 중에서 선택한 일종의 디카르복실산(이하 A라고 한다)과 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 디프로필렌글리콜 중에서 선택한 일종의 글리콜(이하 G라고 한다)을 사용하여 중축합시킨 공축합체로 제조함을 특징으로 하는 것이다.

폴리에스테르 섬유는 기계적, 화학적 성질이 우수하여 널리 사용되고 있으나, 분자구조에 기인한 고융점, 고결정성 때문에 가공면에서는 부적합하다. 이러한 성질을 개선하기 위한 종래의 방법은 수축성을 부여하기 위하여 디메틸테레프탈레이트(DMT)와 디메틸 이소프탈레이트(DMI) 및 에틸렌 글리콜을 사용하여 제조하는 에틸렌테레프탈레이트-이소프탈레이트 공중합체(BP 766, 290)와, 95-65%의 테레프탈산 또는 그것의 저급알킬에스테르 군에서 선택한 것과 5-35%의 이소프탈산 또는 그것의 저급알킬에스테르 군에서 선택한 것 및 글리콜을 에스테르 생성조건으로 반응한 후 중축합 하여 얻어지는 선상 공중합 폴리에스테르의 제조방법(일본특공소 34-3238)등이 있다.

이러한 방법들은 고수축성을 부여하기 위하여 개질제를 다량 사용하여야만 하기 때문에 폴리머의 제반 물성을 크게 저하시켜 조업성등 후가공에서 바람직스럽지 못한 결과를 초래하게 된다. 따라서 본 발명자는 종래의 결점들을 개량하기 위하여 연구 실험한 결과 종래의 수축성 폴리에스테르의 제조시 첨가되는 결정화 저지제인 이소프탈산의 양을 현저히 감소시켜 사용한 결과 폴리머의 제반 물성을 크게 개선시킬 수 있었으며, 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜을 종래의 폴리에스테르 제조시 사용되는 디올의 양과 동일하게 사용한 결과 폴리머의 물성에는 거의 영향을 미침이 없이 프로필렌 글리콜의 곁가지기(pendant group)을 이용하여 폴리에스테르의 배향성만을 저하시킬 수 있어서 더욱 수축성이 양호하고 제반물성도 양호한 고수축성 폴리에스테르를 제조할 수 있었다.

본 발명의 고수축성 폴리에스테르 공중합체는 아래식 (1),(2) 및 (3)을 만족하는 몰비조성으로 제조한다.

식 (1)에서 디카르복실산 성분에 대해 사용되어지는 디올의 성분비인 X_A가 1.20보다 적으면 이소프탈산이 저분자물에 쉽게 용해되지 않으며, 반대로 2.50을 넘으면 에테르 결합 함유율이 높은 공중합체가 얻어지며, 식 (2)에서 테레프탈산에 대한 결정화 저지제의 양인 X_B가 0.05보다 적으면 제조되는 폴리에스테르는 만족스러운 수축성을 갖지 못하고, X_B가 0.20보다 크게 되면 폴리에스테르의 수축성은 크게 개선되나 폴리머의 제반물성이 크게 저하되어 조업성등 후가공에서 많은 문제점을 초래하게 된다. 가장 만족스런 범위는 0.08≤X_B≤0.17이다. 한편 식 (3)에서 프로필렌글리콜과 이소프탈산 비인 X_C가 0.2보다 적게 사용되면 종래의 수축성 폴리에스테르와 거의 동등 수준의 수축성과 제반물성을 나타내며, X_C가 0.2보다 적게 수준의 수축성과 제반물성을 나타내며, X_C가 1.2보다 많이 사용되면 프로필렌 글리콜의 곁가지기에 의한 배향성이 극히 불량하게 되어 후가공성이 지극히 불량하다. 가장 만족스런 범위는 0.4≤Xc≤1.0이다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 테레프탈산과 이소프탈산 그리고 테레프탈산과 이소프탈산에 대해 120몰% 이상의 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜을 사용하고, 에스테르화 촉매로서 소량의 게르마늄디옥사이드(GeO²)와 부반응 억제제로 수산화 나트륨(NaOH)를 투입하여 에스테르화 반응을 행한 다음 폴리머에 대해 200-400ppm의 산화안티몬(Sb₂O₃)를 투입하여 통상의 방법으로 중축합 반응을 행하여 고유점도 0.5 이상의 고수축성 폴리에스테르 공중합체를 제조한다. 또한 본 발명의 폴리에스테르 공중합체를 제조할때 소염제로서 산화티탄(TiO^-)을 용도에 맞추어 첨가량을 변화시켜 사용할 수 있으며, 포스포릭애시드, 포스포러스애시드, 트리메틸포스페이트, 트리스노닐페닐포스파이트등의 인계 안정제를 사용할 수 있다. 본 발명은 상술한 바와같이 결정화 저지제인 이소프탈산등 디카르복실산의 사용량을 종래보다 절반으로 줄이더라도 프로필렌글리콜등 글리콜의 곁가지기가 폴리에스테르의 배향성을 저하시킴으로 고수축성을 발현시킬 수 있으며, 또 종래의 사용량과 동일한 양의 디올을 사용하기 때문에 폴리에스테르폴리머의 물성에는 거의 영향을 미치지 않는다. 이와같이 제조되어진 공중합폴리에스테르를 사용하여 통상의 방사, 연신공정을 거쳐 고수축성인 필라멘트 또는 스테이플파이버를 제조한다.

[실시예 1]

소형중합관에 테레프탈산 760g, 이소프탈산 60g, 에틸렌글리콜 325ml, 프로필렌클리콜 25ml 및 게로마늄디옥사이드 0.19g 및 수산화나트륨 0.19g을 투입하고 약 3기압으로 가압하여 교반하면서 가열하였다. 이때 온도를 246℃까지 상승시키고 4시간 30분동안 에스테르화 반응을 시켜 부생하는 물을 유출시킨후 소염제로서 산화티탄 2g, 촉매로서 산화안티몬 0.38g을 투입하여 290℃까지 승온하며 0.6mmHg 이하의 진공하에서 4시간동안 축중합시켰다. 이렇게하여 얻은 폴리에스테르 공중합체의 물성과 상기 공중합체로 제조한 폴리에스테르 섬유의 물성은 표 l과 같다.

[비교실시예 1]

실시예 1에서 에스테르화 반응 중 첨가되는 프로필렌글리콜을 제외하고는 동일한 조성으로 실시하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

[비교실시예 2]

실시예 1에서 이소프탈산이 제외되고, 나머지는 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

[비교실시예 3]

테레프탈산 760g, 이소프탈산 104g, 에틴렌글리콜 381㎖, 프로필렌글리콜 9㎖의 조성으로 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

[비교실시예 4]

테레프탈산 760g, 이소프탈산 16g, 에틸렌글리콜 344㎖, 프로필렌글리콜 46㎖의 조성으로 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다. 그 결과는 표 1과 같다.

[표 1]

표 1에서 폴리머의 융점을 시차주사 열량계(DSC)로 측정하였으며, 극한 점도는 칩을 0-클로로페놀에 녹여 0.5중량%의 용액으로 한 후 유블로드(Ub-belode)점도계로 25℃에서 측정하였다. 또한 제조되어진 폴리에스테르의 에테르(ether)결합 함유율은 DEG로 나타내며 카로복실 말단기는 COOH로 나타냈다.

Claims

테레프탈산과 에틸렌글리콜, 그리고 프탈산, 또는 무수프탈산, 또는 이소프탈산(이하 A라고 한다) 중에서 선택한 1종과, 프로필렌글리콜, 또는 1,3-부틸렌글리콜, 또는 디프로필렌 글리콜(이하 G라고 한다) 중에서 선택한 1종을 사용하여 아래 식 (1), (2) 및 (3)을 만족하는 몰비로 조성시켜서 폴리에스테르 공중합체를 제조함을 특징으로 하는, 이를 통상의 방법으로 방사, 연신하여서 되는 고수축성 폴리에스테르 섬유의 제조방법.