KR930005110B1 - 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유의 제조방법

본 발명은 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 저온 염색에서도 발색성과 균염성이 우수하고 염색견뢰도가 양호한 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제공하려는 것이다.

종래의 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유의 제조기술로는 이염성 즉 염색속도를 높이기 위하여 섬유고분자의 형태학적 구성을 공단량체 특히 에틸렌글리콜 또는 메틸렌글리콜을 반복단위 1~100 정도를 사용하여 섬유고분자의 열운동성을 높이는 방향으로 진행되어 왔으며, 이러한 노력들은 기본적으로 염기성 염료가염성 폴리에스터의 유리전이온도를 낮추는데는 상용적으로 한계가 있었다.

일반적으로 폴리에스터 섬유의 염색속도 지배인자로는 호리(Hori)등이 제시한 바와 같이 유리전이온도와 관련된 고분자의 열운동성, 섬유내의 기공 형성성, 섬유고분자와 염료의 친화성, 팽윤되는 비정영역의 부피분율과 연료 침투경로, 염료의 도약빈도와 도약거리 등을 들 수 있으나 염색속도에 크게 영향을 미치는 섬유내 염료이동경로를 종래기술에서는 섬유고분자의 비정영역에 있어서 고분자 사슬 열운동성에만 주안을 두어 소프트 세그먼트에서 그 해결방법을 구하였으므로 일반 폴리에스터 섬유에 비하여 그 한계를 30℃이상 저하시키지 못하여, 염색온도는 일반 폴리에스터가 120~130℃ 인데 비하여 종래의 엽기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유는 약 30℃ 정도 낮은 90~100℃ 범위에서 소정의 발색성을 얻고 있다.

그러나 종래의 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유는 70℃ 이하에서 래피드염색법 등으로는 요구되는 염색평형과 균염성을 얻을 수 없고, 염색온도가 90℃ 이상이 요구되므로 견, 양모, 아세테이트, 면, 레이온 등 타섬유와의 혼용시 손상이 생기며 염색공정의 단축에도 문제가 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 상기 호리 등이 제시한 모델에서 유리전이온도 강하 뿐만 아니라 염색계내에서 포어 또는 보이드의 생성, 비정영역의 부피분율과 염료의 이동경로 등을 고려하므로써 저온 염색에도 발색성과 균염성이 우수하고 염색견뢰도가 양호한 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

종래의 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유는 단일 공중합체 또는 일반 폴리에스터와 염기성 염료 가염성 폴리에스터의 블렌드임에 비하여, 본 발명에 사용된 섬유의 조성물은 염기성 염료 가염성 폴리에스터 공중합체와 염색계에서 용해되는 용해성 고분자와의 블렌드물이다.

따라서 염색시 섬유내 비정영역에 존재하는 용해성 고분자가 수화되어 섬유내부의 음이온 좌석(site)에 매우 크고 거리가 단축된 염료 이동로를 형성시켜 염색속도를 비약적으로 향상시키는데 특징이 있다.

또 본 발명에 사용된 수지조성물은 음이온 단량체로 5-소디움설포이소프탈레이트가 전체 디액시드에 1.5몰%, 공단량체로 탄소수가 10~40인 폴리에틸렌글리콜이 전체 디올성분중 2~4몰%로 구성된 폴리에스터 공중합체 85~95중량%와 단량체의 탄소수가 1~3이고, 수평균 분자량이 4,000~10,000인 폴리옥시알킬렌이5~15중량%로 구성된 블렌드물이다.

그리고 본 발명의 블렌드물은 오르소 클로로페놀을 사용한 외삽법에 의한 극한점도가 0.65~0.75이며, 연신사를 리오 바이브론으로 측정한 동적 점탄성 특성인 탄젠트 델타의 최고값이 갖는 온도가 70~90℃로 동일조건에서 측정한 종래의 염기성 염료 가염성 폴리에스터에 비하여 30~50℃ 낮아지게 된다.

본 발명의 상기 조건에 있어서, 블렌드물내의 염기성 염료 가염성 폴리에스터 공중합체를 구성하고 있는 폴리에틸렌글리콜 공단량체의 탄소수가 10미만일 때는 블렌드물의 안정성이 떨어지고 탄젠트 델타의 최고값의 온도가 높아지며, 탄소수가 40을 초과할 때는 소정의 중합도를 얻기 어렵게 된다.

그리고 폴리에틸렌글리콜 공단량체의 구성비가 전체 디올성분중 2몰% 미만일 경우는 염기성 염료 가염성 폴리에스터 공중합체와 폴리옥시알킬렌의 블렌드 안정성이 떨어져 방사 연신공정에서 단사율이 높고, 모우발생이 심하게 되며, 4몰%를 초과할 경우에는 염기성 염료 가염성 폴리에스터 공중합체와 폴리옥시에틸렌의 블렌드물의 극한점도를 0.65 이상으로 올리기 어려우며 강도가 떨어지는 결점이 있다.

또한 블렌드되는 폴리옥시알킬렌의 수평균분자량이 4,000 미만일 때는 염색시 불균염이 발생되며, 10,000을 초과할 때는 염색시 용해가 불량하여 염색온도가 높아지게 된다.

그리고 폴리옥시알킬렌의 조성비가 전체 수지조성물의 15중량%를 초과할 때는 방사, 연신공정에서 단사, 모우발생율이 높아지고, 5중량% 미만일 때는 저온염색시 발색성과 균염성이 떨어지게 된다.

또 블렌드되는 폴리옥시알킬렌의 단량체는 탄소수가 1~3 정도가 적합하며 더욱 바람직하게는 탄소수가 2인 폴리옥시에틸렌이 좋다.

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 폴리에스터 섬유는 염색계내에서 저온염색에서도 섬유내부의 비정영역에 존재하는 폴리옥시알킬렌이 수화, 제거되고, 그 제거되는 내부경로를 통하여 쉽게 염료가 침투하여 비정영역에 존재하는 음이온 염착좌석과 반응하게 되므로 면, 양모, 레이온, 견 등 열적상해가 있는 섬유와의 혼용이 자유롭게 되어 다양한 제품의 생산에 이용될 수 있을 뿐만 아니라 염색온도가 낮아지기 때문에 염료 선택폭이 커져 생산의 발현범위가 넓어지고 염색공정 또한 단축할 수 있어 공정비용 등이 절감되는 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예와 비교예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.(단, 본 발명은 실시예로 한정되는 것은 아니다.)

[실시예 1~2, 비교예 1~2]

실험에 사용한 섬유는 디메틸테레프탈레이트, 에틸렌글리콜 및 5-소디움설포디메틸이소프탈레이트를 전체 디카르복실산의 1.5몰%, 탄소수가 20인 폴리에틸렌글리콜을 전체 디올의 2.5몰%, 초산칼슘 2수염, 초산나트륨 3수염 등을 첨가하고 질소분위기에서 150℃에서 240℃로 5시간 동안에 승온시키면서 생성되는 메탄올을 계외로 유출시켜 에스터교환반응을 행하여 이론량의 메탄올이 유출되면 분자량이 6,000인 폴리옥시에틸렌을 첨가하고, 트리메틸인산, 삼산화안티몬을 첨가한 후 중합 반응계를 서서히 감압, 승온하여 2시간동안 1.0mmHg, 280℃로 유지시켜 중합반응물에 목표중합도에 도달할 때까지 중합시킨 후 반응을 종료하였다.

제조된 수지를 120℃에서 3시간 예비건조후 140℃에서 12시간 동안 감압, 건조하여 수분을 제거하고 75D/36F로 용융방사 및 연신하였다.

제조된 섬유를 경사, 위사로 하여 평직물을 만들고 시판 분산염료[Basacryl red GL(C.I basic red 29) : BASF 제] 1.5% o.w.f를 사용하여 소정의 염색온도로 40분간 염색한 후 잔욕의 염료농도를 측정하여 섬유의 염료흡수량을 산정하였고, 균염성은 육안판정하였으며, 견뢰도는 KS 규격에 따라 측정하였다.

중합완결후 극한점도는 시료를 오르소 클로로페놀에 용해한 후 35℃±1℃의 항온조에서 우벨로드 점도계를 사용하여 측정하였다. 그리고 연신사의 동적 점탄성 특성은 리오바이브론을 사용하여 승온속도를 2℃/분, 진동수 110Hz로 탄젠트 델타를 측정하였다.

[실시예 1]

분자량이 6,000인 폴리옥시에틸렌이 전체 수지조성물의 8중량%로 극한점도가 0.70인 수지를 상기의 제조방법에 따라 제사한 섬유를 60℃에서 염색하였다.

[실시예 2]

분자량이 10,000인 폴리옥시에틸렌이 전체 수지조성물의 10중량%로 극한점도가 0.67인 수지를 상기의 제조방법에 따라 제사한 섬유를 60℃에서 염색하였다.

[비교예 1]

폴리옥시에틸렌을 첨가하지 않고, 상기의 중합방법에 따라 제조한 극한점도가 0.57인 수지를 상기의 제조방법에 따라 제사한 섬유를 60℃에서 염색하였다.

[비교예 2]

공단량체인 폴리에틸렌글리콜 및 폴리옥시에틸렌을 첨가하지 않고 상기의 방법으로 제조한 극한점도 0.55인 수지를 상기의 제조방법에 따라 제사한 섬유를 60℃에서 염색하였다.

[비교예 3]

비교예 1과 동일한 방법으로 제조된 섬유를 98℃에서 염색하였다.

[비교예 4]

비교예 2와 동일한 방법으로 제조된 섬유를 120℃에서 염색하였다.

이하 실시예와 비교예의 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

실시예 및 비교예의 결과

Claims (2)

1. 염기성 염료 가염성 수지조성물에 있어서, 염기성 염료 가염성 폴리에스터 공중합체가 85~95중량%, 탄소수가 1~3이고, 분자량이 4,000~10,000인 폴리옥시알킬렌이 5~15중량%로 구성된 블렌드물로서, 극한점도가 0.65~0.75이고, 연신사의 동적 점탄성 성질인 탄젠트 델타의 최고값이 70~90℃ 사이에 존재하며, 염기성 염료의 염색온도가 50~70℃임을 특징으로 하는 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 수지조성물중 염기성 염료 가열성 폴리에스터 공중합체내에 음이온 단량체로 5-소디움설포이소프탈레이트가 전체 디액시드에 대해 1.5몰%, 탄소수 10~40인 폴리에틸렌글리콜 공단량체가 2~4몰% 함유된 것을 특징으로 하는 염기성 염료 가염성 폴리에스터 섬유의 제조방법.