KR910009696B1 - 내변색성 스판덱스 섬유 - Google Patents

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Description

내변색성 스판덱스 섬유

본 발명은 페놀계 산화방지제와 아인산염계 산화방지제를 혼합함으로써 열 및/또는 대기 스모그로 인한 변색을 방지한 스판덱스 섬유에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 유효한 형태의 아인산염계 산화방지제를 포함하는 산화방지제 혼합물을 제공함으로써 내열성 및 내스모그성(resistance to smog)이 향상된 스판덱스 섬유에 관한 것이다.

스판덱스 섬유는 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 이러한 섬유들, 특히 폴리에테르계 스판덱스 섬유는 가열하고/하거나 장기간 대기 스모그에 노출시키면 변색되는 것으로 알려져 있다. 이러한 변색문제를 해결하기 위한 많은 시약이 당해 분야에 제시되었다. 이들은 벨(Bell)등의 미합중국 특허 제 3,386,942호 및 메그나(Megna)등의 미합중국 특허 제 3,573,251호에 기재되어 있는 페놀계 및 아인산염계 첨가제의 혼합물을 포함한다. 이러한 혼합물의 시약들이 많이 제시되었지만, 극소수의 시약만이 스판덱스 섬유에 상업적으로 사용되었다. 스판덱스 섬유의 내변색성을 개선시키려는 노력은 최종 사용시에 섬유의 유용도를 높이기 위해서 여전히 요구된다.

상기에서 언급한 문제점을 해결하기 위해서 노력한 결과, 본 발명자는 통상의 방해된 페놀계 산화방지제를 공지된 형태의 각종 아인산염계 산화방지제중에서 선택된 특정한 형태의 아인산염계 산화방지제와 함께 스판덱스 섬유에 사용하는 경우에, 당해 분야에 알려진 첨가제 혼합물을 함유하는 섬유보다 섬유의 내변색성이 놀랍도록 향상된다는 사실을 밝혀내었다.

본 발명은 열로 인한 변색 및/또는 스모그로 인한 변색에 대한 섬유의 내성(耐性)을 증진시키는 페놀계 산화방지제와 아인산염을 함유하는 스판덱스 섬유를 제공하는데, 이는 알킬의 1/2이상의 α-위치에서 분기되고 페닐이 비치환되거나 모노알킬-치환된 유효량의 디알킬 페닐 아인산염에 의해 특징지워진다.

페놀계 산화방지제와의 혼합물중에 섬유의 약 1/2중량% 내지 10중량%인 아인산염 농도가 유효할 수 있지만 바람직한 아인산염 농도는 일반적으로 1 내지 5%의 범위이며, 가장 바람직하게는 1 내지 3%이다. 바람직한 아인산염 첨가제는 데카페닐 헵타키스(디프로필렌 글리콜)옥타포스파이트이다. 아인산염과 함께 혼합물로서 사용되는 바람직한 장해된 페놀은 2,4,6-트리스(4-3급-부틸-2,6-디메틸-3-하이드록시벤질)이소시아누레이트 및 p-크레졸, 디사이클로펜타디엔 및 이소부텐의 축합물을 포함한다.

본원에서 사용된 바와 같은, 용어 섬유는 스테이플섬유 및/또는 연속 필라멘트를 포함한다.

본 발명에 따라서, 디알킬 페닐 아인산염 안정화제의 유효량은 광범한 범위에 걸쳐서 변화시킬 수 있다. 섬유의 1/2중량% 이하 농도의 디알킬 페닐 아인산염 안정화제를 섬유중에 통상적인 페놀계 산화방지제와의 혼합물로 사용하면, 스판덱스 섬유의 내변색성은 개선된다. 그러나, 디알킬 페닐 아인산염의 농도가 1% 이상일때보다 개선된 내변색성이 수득된다. 때때로 거대농도(예를 들면, 10%)의 아인산염계 산화방지제를 사용할 수 있지만, 5% 이하의 농도가 통상적으로 사용되며, 1 내지 3% 범위의 농도가 바람직하다.

스판덱스 섬유중에 사용되는 다수의 페놀계 산화방지제가 당해 분야에 공지되어 있다. 이러한 산화방지제는 또한 본 발명의 스판덱스 섬유에 사용하기에도 적합하다. 적합한 산화방지제중에서 장해된 페놀이 본원의 실시예중에 제공된다. 일반적으로 페놀계 산화방지제는 섬유 중량에 대해 1/2% 내지 5%의 농도이다. 그러나, 본 발명에 사용하기에 바람직한 중량에 대한 농도는 아인산염계 산화방지제 농도의 약 1/2이다(즉, 아인산염계 첨가제의 40 내지 60중량%). 본 발명의 디알킬 페닐 아인산염 첨가제와 함께 바람직한 혼합물을 제공하는 특히 유용한 2개의 장해된 페놀 각각은 2,4,6-트리스(4-3급-부틸-2,6-디메틸-3-하이드록시벤질)이소시아누레이트 및 p-크레졸, 디사이클로펜타디엔 및 이소부텐의 축합물이다.

본 발명에 따른 아인산염 사용의 주요 효과는 스모그로 인한 변색에 대한 스판덱스 섬유의 내성이 놀랍도록 개선된다는 것이다. 열로 인한 변색이나 기타의 변색에 대한 내성은 그만큼 증진되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따라 사용하기 위한 페놀계 산화방지제를 선택할 때에는, 아인산염이 없음에도 불구하고 열악한 열 성능을 제공하는 페놀계 첨가제보다 우수한 열성능을 제공하는 페놀계 첨가제를 선택하여야 한다. 한편, 페놀계 산화방지제(아인산염이 없는)가 스모그에 대한 불량한 내성을 제공한다면 이는 아인산염이 페놀중에 부족한 이러한 것들을 더 많이 보충하기 때문에 전혀 대수롭지 않다. 따라서, 본 발명에 따라 사용되는 아인산염은 스판덱스 섬유의 전체 성능을 손상시키지 않고 보다 값비싼 페놀을 통상적으로 내스모그성이 부족한 값싼 페놀로 대체시키는 것을 허용한다.

본 발명에서 사용하기 위한 디알킬 페닐 아인산염은 단량체 형태 및 중합체성 형태 두가지를 포함한다. 통상적인 정의에 따르면 아인산염은 첨가제중에 인 잔기당 2개의 알킬그룹과 1개의 페닐 그룹을 갖는다. 그러나, 본 발명에서는 인 잔기당 다수의 알킬그룹과 페닐그룹을 어느 정도 허용한다. 본 발명의 단량체성 아인산염에서는 인 잔기당 알킬그룹 2개와 페닐그룹 1개가 용이하게 유지된다. 그러나, 본 발명의 중합체성 아인산염중에 인 잔기당 알킬그룹의 수는 평균 1.7:1 내지 2.2:1의 범위일 수 있으며, 이안산염 잔기당 페닐그룹의 수는 평균 0.8:1 내지 1.3:1의 범위일 수 있다.

본 발명의 중합체성 디알킬 페닐 아인산염은 제조중에 아인산염의 겔화를 방지하기 위해서 분자당 평균 8개 이하의 인 원자를 함유하는 것이 바람직하다. 섬유로부터 아인산염 첨가제가 추출되거나 휘발되는 것을 방지하기 위해서, 첨가제는 통상적으로 분자량이 350이상 및 바람직하는 약 400이 되게 제조한다. 통상적으로는 분자량이 약 4,000 이하인 것을 사용한다. 스판덱스 섬유, 특히는 폴리에테르계 스판덱스 섬유의 내변색성을 효과적으로 증진시키기 위해서, 본 발명에 사용하는 디알킬 페닐 아인산염 첨가제는 알킬 그룹의 1/2이상의 α-위치에서 분기되고, 페닐그룹이 비치환되거나 모노알킬 치환된 첨가제이어야 한다.

본 발명에 사용되는 디알킬 페닐 아인산염중에서, 알킬 그룹은 분자쇄 중의 고리로서, 말단그룹으로서 또는 팬던트 그룹(pendant group)으로서 존재할 수 있다. 본 발명에 사용하는 단량체성 아인산염을 나타내는 하기 구조식에서 X,Y 및 Z는 알킬 그룹이다. 그러나, 다음에서 언급하는 사항은 본 발명의 중합체성 아인산염중의 알킬 그룹 또는 이들의 잔기에 적용된다는 점을 주지하기 바란다.

알킬 그룹, X,Y 및 Z는 동일하거나 상이할 수 있다. 일반적으로, 알킬 그룹은 치환되지 않을때는 6개 내지 22개의 탄소원자를 함유하고, 8개 내지 18개를 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, 알킬 그룹이 치환되는 경우에는, 알킬 그룹은 단지 1개의 탄소원자만을 함유할 필요가 있지만, 3개 이상 함유하는 것이 바람직하다.

알킬 그룹은 직쇄, 측쇄, 환상, 또는 치환족일 수 있다. 또한 치환된 알킬도 본 발명에 사용하기에 적합하다. 본 원에서 사용된 바와같은 치환된 알킬은 아인산염 첨가제의 작용을 저해하지 않고, 스판덱스 섬유의 색상 또는 기타 특성에 해가 되는 영향을 끼치지 않으며, 존재할 수 있는 기타의 첨가제에 해로운 영향을 끼치지 않는 작용 그룹으로 연결되어 있는 알킬 그룹을 나타낸다. 이러한 치환체의 예는 에스테르, 에테르, 티오에테르, 할로겐, 페닐 또는 기타 그룹을 포함할 수 있다. 그러나, 특별하게 단량체성 아인산염에 대하여는, 이들의 제조의 용이성 때문에 비치환된 알킬 그룹이 바람직하다. 본 발명에서 사용하기에 바람직한 단량체성 아인산염은 페닐 디-2-데실 아이산염이다. 본 발명에 사용하기에 바람직한 폴리아인산염은 데카페닐 헵타키스(디프로필렌 글리콜)옥타포스파이트이다.

본 발명에서 사용하는 아인산염 첨가제를 제조하기 위해서, 출발물질은 통상적으로 트리페닐 아이산염 또는 삼염화인이다. 모노포스파이트를 제조하는 통상적인 방법은 트리페닐 아인산염을 촉매 존재하에서 지방족 알코올 또는 이러한 알코올의 혼합물과 반응시키는 방법이다. 이와 유사하게, 디포스파이트 또는 폴리포스파이트를 제조하기 위해서, 트리페닐 아인산염을 적합한 글리콜 또는 글리콜의 혼합물과 반응시킨다. 디프로필렌 글리콜은 가격이 저렴하고 쉽게 사용할 수 있으므로, 본 발명의 폴리포스파이트에 대하여 바람직한 출발 글리콜이다. 미합중국 특허 제 3,419,524호에 기재되어 있는 방법과 유사한 공지의 방법이 본 발명에 사용하기에 적합한 아인산염을 제조하는데 적합하다.

본 발명에 따른 스판덱스 섬유를 제조함에 있어서, 85% 이상의 세그먼트 폴리우레탄을 포함하는 장쇄 합성 중합체 용액을 제조한후 오리피스를 통하여 건식 방사하여 필라멘트를 제조한다. 페놀계 산화방지제 및 기타 적합한 첨가제와 함께 유효량의 디알킬 페닐 아인산염 첨가제를 용매중에 용해시키거나 분산시킨 다음 오리피스의 용액-조절계 상부스트립 중의 수개 포인트에서 중합체 용액에 가한다.

상기에서 언급한 바와같이, 본 발명의 개선된 스판덱스 섬유는 폴리에테르계, 폴리에스테르게, 폴리 에테르에스테르계, 세그먼트 폴리우레탄 중합체로부터 제조한다. 이러한 섬유는 미합중국 특허 제 2,929,804호, 제 3,097,192호, 제 3,428,711호, 제 3,553,290호 및 제 3,555,115호에 기술되어 있는 바와같은, 잘 알려진 방법으로 제조한다. 이들 스판덱스 중합체의 일부는 열 및/또는 스모그로 인한 변색에 대하여 다른 것들보다 더 민감하다. 본 발명과 관련하여, 폴리에테르계 폴리우레탄으로 제조한 스판덱스 섬유는 본 발명에 따른 첨가제를 함유하기 때문에 기타의 스판덱스 섬유보다 유용하다. 이러한 과점에서, 폴리에테르계 폴레우레탄을 포함하는 본 발명의 실시양태가 바람직하다.

본 발명의 스판덱스 섬유는 상기에서 언급한 페놀계 산화방지제 및 특정한 아인산염 이외에, 첨가제가 아인산염과 역효과를 나타내지 않는 한 염소제(delustrants), 부가의 산화방지제, 염료, 염색 증강제, u.v.안정화제, 안료 등의 목적이 상이한 각종 첨가제를 함유할 수도 있다. 또한, 본 발명의 섬유로 제조한 사 또는 직물을 가공하거나 염색할 때에는, 첨가제가 탈활성화되거나 추출되지 않도록 주의해야 한다.

다음의 시험공정은 상기에서 언급한 각종 파라메터를 측정하기 위해서 사용한다.

시험샘플의 변색은 색차계(Differential Colorimeter)[예를 들면, 미합중국 버지니아 레스톤 소재의 헌터어소시에이트 래버러토리 인코포레이티드(Hunter Associates Laboratory Inc.)가 제작한 Model D-25-3색차계]로 측정하는데, 제작사의 표준참고판에 대하여 계산한 “b”값에서의 변화로 측정한다. 변색을 측정하는 동안, 시험 샘플이 사인 경우, 저 장력하에서 사를 3in×4in×1/16in(7.6×10.7×0.13cm)의 알루미늄 판에 권취하여 두께가 약 1/8in(0.32cm)인 층을 형성한다. 샘플이 직물인 경우에는, 4층의 직물을 유리판위에 놓는다.

스모그변색에 대한 시험은 상기에서 기술한 바와같이 알루미늄 판위에 권취한 사 샘플을 200ℓ 실험실용 시험 챔버중에서 백열등 8개와 “블랙”형광튜브[예를 들면, 제네랄 일렉트릭 캄파니(General Electric Co.)에 의해 제조된 F 30 T8 및 F30T8BL형] 4개로 샘플을 조사하면서, 총 유량 5800ml/min에 공기중에서 이산화질소 7ppm, 이산화황 7ppm, 2-펜텐 46ppm의 합성 가스상혼합물에 노출시킴으로써 수행된다. 이러한 노출은 미합중국 캘리포니아 로스앤젤레스에서 느낄 수 있는 스모그 대기중에서 최종-용도 실행과 관계가 있다는 사실을 발견하였다. 본 원에 기록된 결과에 대하여, 샘플을 스코트 조절 대기 시험기(Scott Controlled Atomospheric Tester; SCAT)에 8 내지 32시간 동안 노출시킨다. SCAT 단위는 테크니칼 인포메이션 블래틴(Technical Information Bulletin) T-33[미합중국 델라웨어 윌밍턴 소재의 이.아이.듀퐁드 네모아 앤드 캄파니(E.I.dupont de Nemours Company, Inc.)의 텍스타일 파이버스 디파트먼트 테크니컬 서어비스 섹션(Textile Fibers Department Technical Service Section)에서 발행]에 보다 상세하게 기술되어 있다. SCAT 쳄버에 노출시키기 전에, 샘플을 pH 5.0±0.1로 조정하기에 충분한 인산을 함유하는 수돗물 중에 92 내지 95℃에서 30분동안 가열한다. 이러한 처리는 스판덱스 사를 함유하는 직물이 상거래에서 받는 뜨거운, 습윤가공처리에 상당하다. 이어서 샘플을 세정하고 환기용 후드중에서 약 16시간 동안 건조시킨다.

본 원에 기록된 열노출 시험은 샘플(상기에서 기술한 바와같이 제조한)을 150℃의 통풍 오븐중에서 4시간 동안 또는 200℃의 통풍오븐중에 매달아 놓음으로써 수행된다. 200℃에서의 열노출은 통상적인 상거래에서 나일론/스판덱스 직물에 가해지는 열고정에 상당하다. 200℃-열시험에서 샘플판위에 권취된 사의 덩어리가 200℃에 도달하도록 하기 위해서는 비교적 장기간 노출이 필요하다.

각각의 SCAT- 및 열-노출 시험에 대하여, 샘플이 “b”값은 노출전, 후에 측정한다. 노출전, 후의 “b”값의 차이는 하기 실시예에서 “b”로 기록한다. SCAT - 및 열-노출 시험의 노출조건의 변화성 때문에, 조절샘플은 항상 시험샘플과 동시에 노출시켜서, 하나의 시험 배치로부터의 결과를 다른것과 비교하기에 편리한 수단을 제공한다.

본 발명을 하기 실시예에서 추가로 설명하지만 제한하고자 의도하는 것은 아니며, 특별히 언급하지 않는 한 모든 백분율은 섬유의 총 중량에 대한 것이다(가공은 제외). 각각의 실시예는 본 발명에 따라 유효량의 디알킬 페닐 아인산염을 스판덱스 섬유내로 혼입함으로써 스판덱스 섬유의 내변색성이 놀랍도록 증진되는 사실을 설명한다. 실시예 1 내지 5는 폴리에테르계 스판덱스 섬유중의 개선을 나타낸다. 실시예 4는 폴리에스테르계 스판덱스 섬유중의 개선을 나타낸다. 실시예 3 및 4는 공지의 아인산염 안정화제보다 본 발명에 필요한 특정한 디알킬 페닐아인산염이 뜻밖에도 우수한 것을 자세히 설명한다.

실시예 5는 다수의 상이한 형태의 공지된 페놀계 산화방지제와 혼합한 본 발명에 따른 디알킬 페닐아인산염이 변색에 대한 스판덱스 섬유의 내성을 크게 증진시킨 다는 사실을 설명한다.

실시예에서 사용하는 각종 첨가제, 이들의 상품명 및 화학적 조성은 이-함유 첨가제에 관한 표 1, 페놀계 산화방지제에 관한 표 2 및 기타 첨가제에 관한 표 3에 요약한다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[실시예 1]

이 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태를 설명한다. 폴리에테르계 선상 세그먼트 폴리우레탄으로 제조한 스판덱스 사의 내변색성은 본 발명에 따른 장해된 페놀과 아인산염 첨가제가 사중에 존재함으로써 상당히 증가한다.

N,N-디메틸아세트아미드 중의 세그먼트 폴리우레탄의 용액은 미합중국 특허 제 3,428,711호에 기재되어 있는 일반적인 공정에 따라 제조한다(예를 들면, 실시예 2의 첫 번째 문장과 실시예 1의 설명). 초기 혼합물을 몰비 1.70의 P,P′-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜(분자량 약 1,800)을 제조한 후 80 내지 90℃에서 90 내지 100분 동안 유지시켜 이오시아네이트-말단 폴리에테르(즉, 캡된 글리콜)을 생성시킨 다음, 60℃로 냉각시키고, N,N-디메틸 아세트아미드와 혼합하여 고체를 약 45% 함유하는 혼합물을 제조한다. 이어서, 격렬하게 교반하면서, 캡된 글리콜을 약 75℃에서 에틸렌디아민과 1,3-시이클로헥실렌디아민 연쇄연장제(Chain extender)의 몰비가 80/20인 디메탈아민의 N,N-디메틸 아세트아미드 용액과 2 내지 3분 동안 반응시킨다. 디에틸아민에 대한 디아민 연쇄연장제의 몰비는 6.31이고, 캡된 글리콜 중의 미반응된 이소시아네이트에 대한 디아민 연쇄연장제의 몰비는 0.948이다. 세그먼트 폴리우레탄의 생성용액은 고체를 대략 36% 함유하고, 40℃에서의 점도는 약 2,100 포이즈이다. 25℃의 N,N-디메틸 아세트아미드중에서 용액 100ml당 0.5g의 농도에서 측정한 중합체의 고유점도는 0.95이다.

생성된 점성 중합체 용액에 최종 스판덱스섬유(가공하지 않았음)의 중량을 기준으로 하여 Weston

DHOP(아인산염 첨가제), Wingstay

L(페놀계 첨가제), 루틸 TiO₂, DIPAM/DM, PCAP 및 UMB를 각각 2.0, 1.0, 5.0, 2.0, 1.0 및 0.01% 가한다.

이어서 상기 기술한 혼합물을 통상적인 방법으로 오리피스를 통하여 건식방사하여 4-필리멘트, 40-데니어(44-dtex)사를 형성시킨다. 이 사에 폴리디메틸실록산 91%, 폴리아밀실록산 5% 및 스테아린산마그네슘 4%로 이루어진 표면-윤활가공제를 적용한다. 이어서, 사를 플라스틱-피복된 카드보드 튜브위에 권취한다.

상술한 방법과 유사한 방법으로 제조 사를 나일론/스판덱스 트리코트 직물로 편성한다. 스판덱스 사의 양은 직물의 20중량%에 달한다. 직물 샘플을 열고정하고 열고정하지 않은 다음, 광학적 광택제로 가공처리한다. 나일론 사만으로 평성한 대조용 트리코트 편직물을 유사한 방법으로 제조한다. 열고정한 결과, 나일론만으로 편성한 대조용 편직물보다 스판덱스를 함유하는 직물에서의 변색이 덜하였다(즉, △b값의 비가 4.1:4.8). 이어서 대조용 샘플과 본 발명에 따로 첨가제를 함유하는 스판덱스 사로 제조한 직물의 샘플을 12주 동안 미합중국 캘리포니아주 로스앤젤레스의 대기스모그에 노출시킨다. 시험 직물은 상응하는 나일론만으로 제조된 샘플보다 변색의 정도가 덜하다(즉, 열고정 처리를 하지 않고 가공한 샘플의 △b값은 3.3:4.2이고, 열고정처리하고 가공한 샘플의 △b값은 1.3:2.1이다). 이러한 결과는 시험한 직물구조에 대하여 상당히 우수하며 본 발명에 따른 아인산염 및 페놀계 첨가제를 함유하는 스판덱스 사로 편성한 직물에 대한 내변색성에 놀랍도록 유리하다는 사실을 명백하게 나타낸다.

[실시예 2]

4개의 10-필라멘트, 140-데니어(160 dtex) 스판덱스 사를 실시예 1의 공정에 따라 제조한다. 사(A)는 실시예 1의 스판덱스 사와 동일한 첨가제를 함유한다. 대조용 사(1)로부터는 Wingstay

L 페놀계 첨가제를 제거하고, 대조용 사(2)로부터 Weston

DHOP 아인산염 첨가제를 제거하며, 대조용사(3)으로부터는 TiO₂와 UMB만을 제외한 모든 첨가제를 제거하는 것을 제외하고는, 사(A)에서와 동일한 방법으로 3개의 대조용사를 제조한다. 4개의 사를 스모그의 노출(SCAT 시험)과 열(200℃열시험)로 인한 변색에 대하여 처리한다. 다음과 같은 b값을 수득한다:

[표 4]

이러한 결과는 본 발명에 따라 페놀계 산화 방지제와 아인산염계 산화방지제의 혼합물이 스판덱스사를 변색으로부터 보호할 수 있다는 사실을 보여준다. 본 발명의 사(A)의 우수한 성능과는 대조적으로 페놀계 첨가제 또는 아인산염계 첨가제, 또는 둘다 함유되어 있지 않은 대조용 사들은 매우 바람직하지 않은 변색을 나타낸다.

[실시예 3]

실시예는 본 발명의 사가 본 발명의 요구사항에 부응하지 않는 인-함유 첨가제를 함유하는 것을 제외하고는 동일한 대조용 사보다 뜻밖에도 매우 유리하다는 것을 나타낸다.

본 발명의 사(B)는 Wingstay

L을 미가공사의 1.5중량%에 달하는 Cyanox

1790으로 대체시키는 것을 제외하고는, 실시예 2의 사(A)와 동일한 방법으로 제조한다. 부가의 이러한 사들은 Weston

DHOP를 기타의 인-함유 첨가제로 대체하여 제조한다. 이들 부가의 사들은 대조용 사 4 내지 10을 형성하는데, 통상적으로 사용하는 아인산염 첨가제[예를 들면, 트리스(노닐페닐) 포스파이트]뿐만 아니라 가수분해안정성이 우수한 것으로 알려진 고가의 특별한 아이산염을 포함한다. 2개의 배치중에서 수행하는 SCAT 시험 및 200℃열시험 결과는 다음 표에 요약한다.

[표 5]

표 5는 본 발명의 모든 요구조건에 부응하는 아인산염이 함유된 사(B)가 본 발명에 따른 디알킬 페닐 아인산염이 아닌 인-함유 첨가제가 함유된 대조용 사 4 내지 10보다 우수하다는 것을 나타낸다.

[실시예 4]

본 발명에 따라 아인산염계 첨가제를 함유하는 스판덱스 섬유를 이러한 계 첨가제에 대하여 본 발명의 구조적 요구사항에 부응하지 않는 아인산염계 첨가제를 함유하는 스판덱스 섬유와 본 실시예에서 비교한다.

Cyanox

1790의 농도가 1%이고, DIPAM/DM이 제거되며, 특정한 아인산염 첨가제가 바뀐 것을 제외하고는 실시예 3의 사(B)와 유사한 일련의 스판덱스를 제조한다. 하기의 표 6은 SCAT 시험과 200℃열시험에서의 이들 사 6개의 대한 성능을 설명한다. 사(C) 내지 (G)는 본 발명의 사이고 대조용 11은 본 발명의 범위 밖의 아인산염을 함유한다.

[표 6]

표 6에서, 사(C) 내지 (G)의 아인산염 첨가제는 본 발명에 따른 디알킬 페닐 아인산염 첨가제에 대한 구조적 표준에 일치한다. 대조용 사 11의 Weston

PDDP의 불량한 성능은 사(G)의 아인산염과 유사하지만, 아인산염 잔기에 대하여 α 보다 알킬쇄의 먼쪽 말단에 알킬그룹의 측쇄가 있다.

Weston

494, Weston

DPDP, Weston

PTP, TLP, NP-THOP 및 TPP에 대하여 시험한 결과, 이들의 성능은 본 발명에 따른 아인산염과 비교하여 성능이 열약하다.

Weston

DHOP를 함유하는 사(C)의 성능과 거의 동등한 성능이 Mark

5064를 함유하는 사와 동일한 실험실에서 제조한 샘플 뿐만 아니라 NP-DHOP 및DPDD(HBA) DP를 함유하는 사에서 수득된다.

본 실시예에서 사용하는 아인산염은 상업원(11페이지 표 1 참조)에서 구입하거나, 알코올을 트리페닐 아인염산으로 나트륨-촉매화 교환하는 미합중국 특허 제 3,419,524호에 기재되어 있는 방법에 따라 제조하는데 일부는 트리스(노닐페닐) 아인산염을 함유한다.

[실시예 5]

본 실시예는 본 발명에 따르는 전형적인 아인산염이 광범한 범위의 페놀계 첨가제와 함께 유리하게 사용될 수 있음을 설명한다.

1.5%의 농도의 Cyanox

1790 대신에 표 7에 기재된 0.5% 농도의 페놀계 첨가제를 사용하는 것을 제외하는, 실시예 3의 사(B)를 제조하는 과정에 따라 일련의 사를 제조한다. 이 사를 스모그(SCAT 시험)와 열(150℃열 시험)로 인한 변색에 대하여 시험한다. 대조용사는 Cyanox

1790을 1.5% 함유하지만 Weston

DHOP와 PCAT를 함유하지 않는 서로 상이한 사를 포함한다. 시험결과는 다음 표에 요약한다.

[표 7]

페놀계 첨가제로서 Irganox

245를 함유하는 사를 유사하게 시험한 결과 사(H)와 (O)에서 수득한 결과와 유사한, 우수한 결과를 수득하였다.

[실시예 6]

본 실시예는 폴리에스테르계 선상 세그먼트 폴리우레탄으로 제조한 스판덱스 사에 본 발명에 따른 페놀계 산화방지제에와 아인산염 첨가제의 혼합물을 혼입시킴으로써 열 및, 스모그로 인한 변색에 대한 내성을 증가시킬 수 있다는 것을 설명한다.

에틸렌 글리콜 17.3부와 부탄디올 14.9부를 아디프산 67.8부와 반응시켜 분자량 약 3400인 하이드록시-말단 폴리에스테르를 형성시킨다. 이어서 80℃에서 하이드록시-말단 폴리에스테르 100부를 p,p′-메틸렌디페닐 디이소시아네이트 13.0부와 반응시켜 이소시아네이트-말단 폴리에스테르를 형성시킨다. 이어서 이오시아네이트-말단 폴리에스테르를 N,N-디메틸 아세트아미드 163.2부에 용해시킨 다음, 에틸렌디아민 1.30부와 부가의 N,N-디메틸 아세트아미드 54.6부 중에 용해되어 있는 디에틸아민 0.19부를 반응시킨다. 생성된 중합체 용액을 5% TiO₂, 0.01% UMB 및 기타의 첨가제와 함께 다음 단락에 기술되어 있는 바와 같이 혼합한다. 이렇게 하여 제조한 중합체용액은 통상의 방법으로 오리피스를 통해 건식방사하여 융합된 10-필라멘트, 14-데니어(160dtex)사를 형성한다.

3개의 사를 제조한다. 비교용 사중의 하나인 사(12)는 기타 첨가제로서 0.5% PC-DVB(정의는 표 3참조)를 함유한다. 사(S) 및 (T)는 각각 0.5% PC-DVB 이외에 1.5% DHOP와 1.5%의 NP-DHOP를 함유한다. 하기의 표 8에 SCAT 시험과 열시험(200℃)에서의 이들 사의 성능을 요약하였으며 PC-DVB 페놀계 첨가제와 혼합한 본 발명에 따른 바람직한 아인산염은 열 및 스모그로 인한 변색에 대한 폴리에스테르계 스판덱스 섬유의 내성을 놀랍도록 개선시킨다는 사실을 나타낸다.

[표 8]

Claims (13)

1. 알킬 그룹의 1/2이상이 알파위치에서 분기되고 페닐 그룹이 비치환되거나 모노알킬 치환된 유효량의 디알킬 페닐 아인산염을 함유하여 스모그 또는 열로 인한 변색에 대한 내성이 증가됨을 특징으로 하는, 페놀계 산화방지제 및 아인산염을 함유하는 스판덱스 섬유.
2. 제1항에 있어서, 스판덱스 섬유가 폴리에테르계 스판덱스 중합체로부터 형성되는 섬유.
3. 제1항에 있어서, 아인산염에 대한 페놀계 산화방지제의 중량비가 약 0.4:1 내지 0.6:1의 범위인 섬유.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 아인산염 농도가 섬유의 중량을 기준으로 하여 0.5중량% 이상 및 10중량% 이하인 섬유.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 아인산염 농도가 1 내지 3%의 범위인 섬유.
6. 제1항에 있어서, 아인산염이 단량체 형태이고, 인 잔기당 알킬그룹 2개와 페닐 그룹 1개를 함유하는 섬유.
7. 제6항에 있어서, 아인산염이 페닐 디-2-데실 아인산염인 섬유.
8. 제1항에 있어서, 아인산염이 중합체 형태이고, 인 잔기당 알킬그룹의 수가 평균 1.7:1 내지 2.2:1의 범위이며, 아인산염 잔기당 페닐 그룹의 수가 평균 1.3:1 내지 0.8:1의 범위인 섬유.
9. 제8항에 있어서, 중합체성 디알킬 페닐 아인산염 중의 인 원자의 수가 평균 분자당 8개 이하인 섬유.
10. 제8항에 있어서, 중합체성 아인산염의 분쟈랑이 350이상인 섬유.
11. 제8항에 있어서, 아인산염이 데카페닐 헵타키스(디프로필렌 글리콜)옥타포스파이트인 섬유.
12. 제1항에 있어서, 페놀계 산화방지제가 2,4,6-트리스(2,6-디메틸-4-3급-부틸-3-하이드록시벤질)이소시아누레이트인 섬유.
13. 제1항에 있어서, 페놀계 산화방지제가 p-크레졸, 디사이클로펜타디엔 및 이소부텐의 축합물인 섬유.