KR920008976B1 - 폴리에스터 복합섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리에스터 복합섬유의 제조방법

본 발명은 카치온염료 가염형 개질 폴리에스터 섬유의 제조방법중 카치온염료 가염형 폴리에스터와 일반 폴리에스터를 적합한 방사조건에서 시스-코아 복합방사하여 폴리우레탄으로 코팅할때 용제로 사용되는 디메틸 포름아마이드 처리시 강도저하가 적은 카치온염료 가염형 개질 폴리에스터의 제조방법이다.

폴리에스터는 여러가지 우수한 특성을 갖고 있어 섬유, 필름등으로 사용영역이 확대되고 있으나, 분산염료 이외의 염료로는 염색이 곤란하다.

그런데 폴리에스터 직물을 폴리우레탄으로 코팅하려할때 용제로 사용하는 디메틸 포름아마이드를 분산염료로 염색된 폴리에스터에 처리하면 디메틸 포름아마이드가 폴리에스터내에 존재하는 분산염료를 용출시키는 성질을 갖고있어 폴리에스터 직물은 폴리우레탄코팅에 제한을 받아왔다.

그러나 카치온염료 가염형 개질 폴리에스터는 그 분자내에 카치온 염료와 강한 이온결합을 할 수 있는 극성기를 도입하고 있어, 카치온염료로 염색된 후 디메틸 포름아마이드를 처리하여도 염료가 용출되지 않는 장점을 가지고 있다. 반면에 카치온 염료 가염형 폴리에스터를 디메틸 포름아마이드로 처리했을때 일반 폴리에스터보다 강도저하가 심하여 일반 코팅직물로 사용하기에는 어려움이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 카치온염료 가염형 폴리에스터를 시스성분으로 하고 일반 폴리에스터를 코아성분으로 복합방사하여 코아성분이 디메틸 포름아마이드 처리시 섬유의 강도저하를 방지하는 역할을 담당하는 점이 특징이다.

본 발명에서 사용되는 카치온 염료 가염형 폴리에스터는 하기식(1)과 같이 표현되는 술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산성분을 1.0~7.0중량% 첨가된 수평균분자량 13,000~16,000의 개질 폴리에스터를 사용하며, 코아성분으로는 수평균분자량 18,000~25,000의 일반 폴리에스터를 사용한다.

(단, M : 알칼리금속 또는 알칼리 토류금속 R,R' : 수소 또는 탄소수 1~20의 에스테르 형성성 치환체)

본 발명에서 언급하고 있는 섬유횡단면의 시스성분과 코아성분은 그림 1에서 나타나 있듯이 섬유횡단면의 중심부를 코아성분이라 하고 외각성분을 시스성분이라 한다.

이때 시스성분은 섬유횡단면의 면적비율로 30~70%이고 나머지 면적부분은 코아성분으로서 섬유제조 공정이 양호하고 디메틸 포름아마이드처리시 강도저하가 적은 복합섬유를 제조할 수 있다.

시스성분이 섬유횡단면의 30% 이하일 경우, 즉 코아성분이 섬유횡단면의 70% 이상을 차지할 경우, 코아성분이 섬유상에서 한쪽으로 치우치거나 섬유표면으로 돌출되는 현상이 발생하여 카치온염료 염색시 균일한 염색을 얻기 어렵게 된다.

또 시스성분이 섬유횡단면의 면적비율로 70% 이상일 경우, 즉 코아성분이 30% 이하일 경우에는 방사시 코아성분이 섬유중심축에 자리잡기가 어려우며 디메틸 포름아마이드 처리시 강도저하가 크게된다.

시스성분으로 사용되는 사용되는 개질 폴리에스터에 투입되는 술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산의 양은 최종 복합섬유의 염색성에 큰 영향을 미치는데, 시스성분이 섬유횡단면의 면적비율로 30~70%일 경우 술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산의 함유량은 1.0~7.0중량%가 적당하나 더욱 좋기로는 2.5~5.5중량%의 범위로 투입하는 것이 최종 염색성에 좋은 효과를 나타낸다. 함유량이 1.0중량% 이하일 경우 염색성이 떨어지며, 7.0중량% 이상일 경우는 디메틸 포름아마이드 처리시 강도 저하가 크다.

개질 폴리에스터의 수평균 분자량은 13,000~16,000수준이 적절하며, 13,000 이하일 경우 디메틸 포름아마이드 처리시 강도저하가 크며, 16,000 이상일 경우 섬유의 색상이 황화되는 현상이 발생한다.

코아성분으로 사용되는 일반 폴리에스터는 전체 복합섬유의 물리적 성질(예를들면 인장강도, 신장도 등)에 영향을 미치고 또한 디메틸 포름아마이드 처리후의 강도저하를 감소시키는 기능을 가지므로 가급적 분자량이 높은 폴리에스터를 사용하는 것이 유리하다.

그러나 분자량이 너무 높을 경우 방사공정성이 불량하여지므로 적정수준의 분자량을 갖는 폴리에스터를 사용하여야 한다.

본 발명자들은 수차례의 실험을 거쳐 시스성분으로 수평균 분자량 13,000~16,000의 개질 폴리에스터와 코아성분으로 수평균분자량 18,000~25,000의 일반 폴리에스터를 사용하였을때 방사공정성이 가장 안정됨을 발견하였다.

코아 성분인 일반 폴리에스터의 수평균 분자량이 18,000 이하일 경우는 복합섬유의 강도가 낮고 디메틸 포름아마이드 처리시 강도저하가 크며, 25,000 이상일 경우 섬유제조 공정성이 불량하여 진다.

본 발명과 같은 복합방사법에 의해 카치온염료 가염형 폴리에스터를 제조할 경우, 단독방사법에 의하여 제조된 개질 폴리에스터보다 물성이 우수하며, 염색성은 동일한 복합섬유를 만들수 있다. 또한 디메틸 포름아마이드 처리시 단독방사법에 의한 것보다 강도저하가 적어 폴리우레탄 코팅용 직물로 사용이 가능하다.

이하 본 발명에 의한 효과를 실시예 및 비교예에 따라 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산 성분을 3.0중량% 함유한, 수평균 분자량 15,000의 개질 폴리에스를 시스성분으로하고 수평균 분자량 20,000의 일반 폴리에스터를 코아성분으로 하는 75D/36F의 시스성분과 코아성분의 횡단면 면적비가 50 : 50인 복합섬유를 제조하였다.

이 복합섬유를 카치온염료로 염색하여 단면을 현미경으로 관찰한 결과 시스성분만 염색되고 코아성분은 염색되지 않음을 확인하였다.

또 이 복합섬유를 상온의 디메틸 포름아마이드에 30분간 침지시킨후 60℃의 물속에서 1시간 동안 방치한 다음 열풍건조(130℃)하여 처리전후의 사물성(絲物性)을 측정하고 표 1에 비교예와 함께 결과를 나타내었다.

[실시예 2]

술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산 성분을 4.5중량% 함유한, 수평균 분자량 13,500의 개질 폴리에스터를 시스성분으로 하고 수평균 분자량 22,000의 일반 폴리에스터를 코아성분으로 하는 100D/24F의 시스성분과 코아성분의 횡단면 면적비가 40 : 60인 복합섬유를 제조하였다.

이 복합섬유를 카치온 염료로 염색하여 단면을 현미경으로 관찰한 결과 시스성분만 염색되고 코아성분은 염색되지 않음을 확인하였다.

디메틸 포름아마이드 처리방법은 실시예 1과 동일하며 그 결과를 표 2에 비교예와 함께 나타내었다.

[비교예 1]

술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산 성분을 3.0중량% 함유한, 수평균 분자량 15,000의 개질 폴리에스터를 단독방사하여 75D/36F인 섬유를 제조하였다.

이 섬유를 카치온염료로 염색하여 단면을 현미경으로 관찰한 결과 섬유의 횡단면 전체가 염색됨을 확인하였다.

디메틸 포름아마이드 처리방법은 실시예 1과 동일하며 그 결과를 표 1에 실시예와 함께 나타내었다.

[비교예 2]

술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산 성분을 4.5중량% 함유한, 수평균분자량 13,500의 개질 폴리에스터를 단독방사하여 100D/24F인 섬유를 제조하였다.

이 섬유를 카치온 염료로 염색하여 단면을 현미경으로 관찰한 결과 섬유의 횡단면 전체가 염색됨을 확인하였다.

디메틸 포름아마이드 처리방법은 실시예 1과 동일하며 그 결과를 표 2에 실시예와 함께 나타내었다.

[비교예 3]

술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산 성분을 3.0중량% 함유한, 수평균분자량 15,000의 개질 폴리에스터를 시스성분으로 하고 수평균 분자량 20,000의 일반 폴리에스터를 코아성분으로 하는 75D/36F인 시스성분과 코아성분의 횡단면 면적비가 75 : 25인 복합섬유(비교예 3-1)와 면적비가 25 : 75인 복합섬유(비교예 3-2)를 제조하였다.

이 복합섬유를 카치온 염료로 염색하여 단면을 현미경으로 관찰한 결과 시스성분만 염색되고 코아성분은 염색되지 않음을 확인하였다.

디메틸 포름아마이드 처리방법은 실시예 1과 동일하며 그 결과를 표 3에 나타내었다.

표 3에 나타나 있는 것과 같이 시스성분이 너무 많거나 너무 적으면 인장강도와 염색성을 동시에 만족시킬 수가 없다.

[비교예 4]

수평균분자량 20,000의 일반 폴리에스터를 단독방사하여 75D/36F인 섬유를 제조하였다.

이 섬유를 분산 염료로 염색하여 단면을 현미경으로 관찰한 결과 섬유의 횡단면 전체가 염색됨을 확인하였다.

또 이 섬유를 디메틸 포름아마이드에 30분간 침지시킨 후 60℃의 물속에서 1시간동안 방치한 다음 열풍 건조하여 처리전후의 사물성을 측정하고 표 4에 결과를 나타내었다.

표 4에서 알 수 있듯이 디메틸 포름아마이드(DMF) 처리시 분산염료가 용출되어 우레탄 코팅이 불가함을 알 수 있다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

1) 표 1, 2에서 본 바와 같이 비교예 1, 2의 경우, 단독방사한 결과 디메틸 포름아마이드 처리시 강도저하가 심하다.

2) 염색조건은 다음과 같다.

◎ 염료 투입량은 시료무게의 1.5중량%

◎ 염색욕조에 투입하는 물의 양은 시료무게의 50배

◎ 염색온도 : 120℃

◎ 염색시간 : 40분

3) 염료용출은 육안으로 판정하였다.

4) 염착율은 다음과 같은 식에 의하여 구하였다.

A : 염색욕조에 투입한 염료량(g)

B : 염색후 욕조에 남아있는 염료량(g)

5) 강도유지율은 다음과 같은 식에 의하여 구하였다.

A : DMF처리전의 강도(g/데니아)

B : DMF처리후의 강도(g/데니아)

Claims (1)

1. 아래식과 같이 표시되는 술폰산 금속염을 함유하는 이소프탈산을 1.0~7.0중량% 첨가된 수평균분자량 13,000~16,000의 카치온염료 가염형 개질 폴리에스터를 시스성분으로 하고, 수평균분자량 18,000~25,000의 일반 폴리에스터를 코아성분으로하며, 시스성분이 섬유횡단면의 면적비율로 30~70%를 차지하는 것을 특징으로 하는 폴리에스터 복합섬유의 제조방법.

   

   (단, M : 알칼리 금속 또는 알칼리토류금속, R,R' : 수소 또는 탄소수 1~20의 에스테르 형성성 치환체)