KR930006922B1 - 염기성 염료 가염성 폴리에스터의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

염기성 염료 가염성 폴리에스터의 제조방법

본 발명은 염기성염료에 가염성인 개질 폴리에스터의 제조방법으로서 기존의 염기성염료 가염성 플리에스터보다 염색후 일광, 마찰견뢰도 등이 우수하면서 내가수분해성 및 내열성이 우수한 폴리에스터의 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명에 의한 염기성염료 가염성 폴리에스터는 디메칠테레프탈레이트법(DMT법) 또는 테레프탈산법(TPA법)에 의한 공중합이 가능하여 어느 한정된 중합방법에 의한 경우보다 생산성 및 운전효율이 유리한 특징을 갖는다.

폴리에스터, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 물리, 화학적으로 여러가지 우수한 특성을 갖고 있어서 섬유, 수지, 필름 등으로 사용영역이 확대되고 있으나 치밀한 분자구조와 독특한 구성원소로 인해 분산염료 이외의 반응성 염료에는 염색이 불가능한 단점이 있어 왔다.

이러한 단점을 개선하기 위하여 반응성 염료 특히 염기성 염료에 대한 친화성을 부여하기 위한 여러가지 방법이 제안되었는데, 술폰산 금속염기를 함유하는 이소프탈산 성분, 예를들면 5-나트륨술포 이소프탈산 혹은 5-나트륨술포 디메칠 이소프탈레이트를 DMT법 혹은 TPA법에 의해 폴리에스터에 공중합시켜 염기성 염료에 염색가능하게 하는 방법(일본 특공소 34-10497, 51-105417, 미국특허 3,988,387)이 제시되었으나 이러한 방법에 의해 만족한 수준의 염색성을 얻기 위해서는 상기의 5-나트륨술포 이소프탈산 혹은 그의 에스터 형성성 유도체가 다량 첨가되어야만 한다.

그러나 5-나트륨술포 이소프탈산 혹은 그의 에스터 형성성 유도체를 다량 첨가하게 되면 최종적으로 제조된 섬유의 강도가 저하하고 열분해 속도가 높아 카르복시 말단 농도가 증가하여 내가수분해성이 불량하여지며 염색후 일광, 땀, 마찰견뢰도 등이 저하되는 단점이 있다.

상기의 단점을 해소하기 위하여 본 발명자들은 다년간의 연구결과 하기 화합물(1) 펜타에리트리톨리디술폰산의 금속염 유도체를 에스터 형성성 디카르본산 및 그 유도체에 대하여 0.7∼5.0중량% 사용하여 폴리에스터 공중합체를 제조하면 기존 염기성 염료 가염 개질제의 1/2몰비보다 적은 량의 첨가에 의해 동일한 수준의 염색효과를 얻을 수 있음을 확인하였으며 이와 같이 염기성염료 가염 개질제의 첨가량을 줄이므로서 보다 양호한 물리, 화학적 성질을 갖는 염기성염료 가염성 폴리에스터를 제조할 수 있었다.

단, n : 1∼8의 정수, m : 2∼5의 정수, m ＞

, M : 알칼리 혹은 알칼리토금속류(Li, Na, K등)

여기서 n이 8보다 크거나 m이 5보다 커지면 동일한 염색수준을 위해 화합물(1)의 투입량이 증가하여 섬유의 물리적 성질을 저하시키게 되며 m이 1이거나 또는 n/2과 같거나 적은 경우 하이드록시 말단이 술폰산 금속염기에 의해 입체적 장애를 받아 공중합율이 저하하게 되어 염색수준이 첨가량에 비해 저하하게 되며 공중합 수지조성물 중에 잔류하는 미반응 화합물에 의해 후가공성이 불량하여지고 염색견뢰도가 저하하게 된다.

화합물(1)은 반응말단이 에스터결합을 생성할 수 있는 글리콜 단위로 구성되어 있어 DMT법의 경우 에스터 교환반응중에, TPA법의 경우 에스터반응 직후에 첨가하므로서 공중합이 가능하여 기존의 방법보다 설비의 운전효율에서 유리한 장점이 있다.

또한 화학구조중에 벤젠고리와 같은 강직쇄가 없이 모두 알킬기로 형성되어 있어 카치온 염료의 섬유내부로의 확산을 용이하게하여 이염성을 부여하는 동시에 벌키(bulky)한 화학구조로 인하여 공중합에 참여하면 염기성염료 염착좌석이 섬유구조 중의 비결정 영역에 존재하게 되면 이로인한 염착좌석이 증가하는 효과로 부터 기존 첨가제의 1/2몰비보다 적은 량으로 동일한 염착 수준을 얻은 특징이 있다.

화합물(1)의 첨가량은 에스터형성성 디카르본산 혹은 그 유도체에 대하여 0.7중량% 이하이면 제조된 수지가 염기성염료에의 염색성이 불량하고, 5중량% 이상이 되면 제조된 수지의 내열성 및 내가수성분해성이 저하하며 염색견뢰도가 나빠지는 문제점이 발생한다.

이하 본 발명에 의한 효과를 예를들어 설명하면 다음과 같다.

[비교예 1]

실험에 사용한 중합체는 다음과 같이 제조하였다.

디메칠 테레프탈레이트 971.0g, 에틸렌 글리콜 620.7g에 5-나트륨 술포이소프탈산 디메칠 38.84g, 초산칼슘 2수염 0.726g 및 초산나트륨 3수염 1.187g을 첨가하여 질소 분위기 하에서 150℃에서 240℃로 5시간 동안 승온하면서 생성되는 메탄올을 연속적으로 계외로 유출시켜 에스터 교환반응을 행하였다.

다음 이론량의 메탄올이 유출되면 반응생성물에 트리메칠 인산 1.03g 및 삼산화안티몬 0.42g을 첨가한 후 중합반응계를 서서히 감압하여 1시간 30분 동안에 760mmHg로부터 1.0mmHg까지 감압하면서 동시에 반응물의 온도를 240℃에서 280℃까지 승온을 실시하였다.

1mmHg이하의 감압 하, 중합온도 280℃에서 중합반응물이 목표중합도에 도달할 때까지 중합을 진행하여 반응을 종료시키고 생성된 중합체를 단공을 통하여 냉각수중에 압출하여 공중합 수지조성물을 얻었다.

상기의 공중합 수지조성물은 염기성염료 가염성이 양호하며 물성은 표 1에 나타내었다.

[실시예 1]

화합물(1)에서 n이 1이고, m이 2이며 M이 Na인 물질 23.g을 5-나트륨 술포이소프탈산 디메틸 대신 투입한 이외에 비교예 1과 동일하게 중합반응을 진행하였다.

제조된 공중합 수지조성물은 비교예에서 합성한 것과 동일 수준의 염기성염료 가염성을 나타내었으며 물성은 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

화합물(1)에서 n이 2이고, m이 3이며 M이 Na인 물질 28.6g을 5-나트륨 술포이소프탈산 디메칠 대신 투입한 이외에 비교예 1과 동일하게 중합반응을 진행하였다.

제조된 공중합 수지조성물은 비교예에서 합성한 것과 동일 수준의 염기성염료 가염성을 나타내었으며 물성은 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

테레프탈산 840g과 에틸렌글리콜 380g을 첨가하여 1.7기압, 240℃로 유지하여 4시간 30분동안 에스터화 반응을 시키면서 부생하는 유출수를 회수하여 에스터화 반응율이 95% 이상이되면 트리메칠인산 1.03g, 삼산화안티몬 0.42g 및 n=1이고, m=2이며 M이 Na인 화합물(1) 23.5, 초산나트륨 3수염 1.187g을 순차적으로 투입한 후 비교예 1과 동일한 방법으로 중합을 진행하였다.

제조된 공중합 수지조성물은 비교예에서 합성한 것과 동일 수준의 염기성염료 가염성을 나타내었으며 물성은 표 1에 나타내었다.

[표 1]

표 1중의 극한점도(I.V.)는 시료를 올소-클로로페놀에 용해한 후 35℃±1℃로 유지되는 항온조에서 우벨로드 점도계를 이용하여 측정하였으며, 카르복시 말단기(COOH)는 중화적 정법에 의해 측정하였으며, 카르복시 말단기(COOH)는 중화적정법에 의해 측정하였고, 디에틸렌글리콜(DEG)함량은 크로마토그라피를 이용하여 구하였다.

제조된 수지는 120℃에서 3시간동안 예비건조 후 140℃에서 10시간동안 감압건조하여 수분을 제거하고 75D/36F로 용융방사 및 연신하여 섬유화한 다음 I.V., 카르복시 말단농도 및 디에틸렌글리콜 함량을 측정하여 수지와 비교하였고 해당 섬유를 편직물로하여 견뢰도를 측정하였다.

견뢰도는 편물시료를 Kaycryl cationic blue GSL-ED를 사용하여 통상적인 방법에 따라 염색한 후 KS기준에 따라 측정하였다.

Claims (1)

1. 에스터형성성 디카르본산 및 그 유도체를 주성분으로 하는 폴리에스터를 합성함에 있어, 하기 화합물로 표시되는 펜타에리트리톨 디술폰산의 금속염 유도체를 에스터 형성성 디카르본산 및 그 유도체에 대하여 0.7∼5.0중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 염기성염료 가염성 폴리에스터의 제조방법.

   

   단, n : 1∼8의 정수, m : 2∼5의 정수, m ＞

   

   , M : 알칼리 혹은 알칼리 토금속류(Li, Na, K등)