KR100656686B1 - 나프탈레이트단위를함유하는폴리에스테르섬유 - Google Patents
나프탈레이트단위를함유하는폴리에스테르섬유 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100656686B1 KR100656686B1 KR1019980710717A KR19980710717A KR100656686B1 KR 100656686 B1 KR100656686 B1 KR 100656686B1 KR 1019980710717 A KR1019980710717 A KR 1019980710717A KR 19980710717 A KR19980710717 A KR 19980710717A KR 100656686 B1 KR100656686 B1 KR 100656686B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polyester
- fibers
- mol
- units
- polyester fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 139
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 title claims abstract description 89
- 125000005487 naphthalate group Chemical group 0.000 title description 14
- HBGGXOJOCNVPFY-UHFFFAOYSA-N diisononyl phthalate Chemical group CC(C)CCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCC(C)C HBGGXOJOCNVPFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- RXOHFPCZGPKIRD-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,6-dicarboxylic acid Chemical compound C1=C(C(O)=O)C=CC2=CC(C(=O)O)=CC=C21 RXOHFPCZGPKIRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 57
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 35
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 25
- WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N dimethyl terephthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC)C=C1 WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 11
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 9
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 9
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical group OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 7
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 6
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 3
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 description 2
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- GYUVMLBYMPKZAZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl naphthalene-2,6-dicarboxylate Chemical compound C1=C(C(=O)OC)C=CC2=CC(C(=O)OC)=CC=C21 GYUVMLBYMPKZAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 description 2
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OJURWUUOVGOHJZ-UHFFFAOYSA-N methyl 2-[(2-acetyloxyphenyl)methyl-[2-[(2-acetyloxyphenyl)methyl-(2-methoxy-2-oxoethyl)amino]ethyl]amino]acetate Chemical compound C=1C=CC=C(OC(C)=O)C=1CN(CC(=O)OC)CCN(CC(=O)OC)CC1=CC=CC=C1OC(C)=O OJURWUUOVGOHJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol Chemical compound OCC1CCC(CO)CC1 YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 159000000032 aromatic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 229920006240 drawn fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-L isophthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC(C([O-])=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C21 KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
- D01F6/84—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from copolyesters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/92—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
- Y10T428/2964—Artificial fiber or filament
- Y10T428/2967—Synthetic resin or polymer
- Y10T428/2969—Polyamide, polyimide or polyester
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3146—Strand material is composed of two or more polymeric materials in physically distinct relationship [e.g., sheath-core, side-by-side, islands-in-sea, fibrils-in-matrix, etc.] or composed of physical blend of chemically different polymeric materials or a physical blend of a polymeric material and a filler material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/637—Including strand or fiber material which is a monofilament composed of two or more polymeric materials in physically distinct relationship [e.g., sheath-core, side-by-side, islands-in-sea, fibrils-in-matrix, etc.] or composed of physical blend of chemically different polymeric materials or a physical blend of a polymeric material and a filler material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
본 발명은 적어도 테레프탈레이트 및 2,6-나프탈레이트의 방향족 에스테르 단위를 포함하고 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 약 10mol% 내지 약 90mol%를 차지하는 압출된 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.
Description
본 발명은 신규한 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 섬유의 폴리에스테르 성분이 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위를 갖는 폴리에스테르이고 이러한 폴리에스테르 중의 2,6-나프탈레이트 단위가 방향족 에스테르 단위의 총 양과 비교해서 약 10 내지 약 90mol%인 신규한 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 신규한 폴리에스테르 섬유를 사용하여 제조된 제품에 관한 것이다.
폴리에스테르는 현재, 텍스타일용 섬유 제조 및 기타 응용 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 폴리에스테르 중의 하나인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 매년 전세계적으로 수 십억 파운드의 양으로 생산되고 있다. PET는 전형적으로 테레프탈산(TA) 또는 디메틸테레프탈레이트(DMT)와 에틸렌 글리콜과의 축합 반응에 의해 제조된다. PET가 섬유 제조에 적합한 수많은 바람직한 특성을 지니고 있긴 하지만, 이의 특성이 개선되거나 기존의 PET와는 상이한 특성을 가짐으로써 폴리에스테르 섬유의 새로운 용도를 계발할 수 있는 새로운 폴리에스테르 섬유에 대한 요구가 지속적으로 있어 왔다. PET는 전세계적으로 텍스타일용 뿐만 아니라, 예를 들면, 액체용 포장재로서 대량 생산되기 때문에, 재생 PET를 활용하는 방안이 필요하다.
2,6-나프탈렌디카복실산(NDA) 및 이의 디메틸 에스테르인 디메틸-2,6-나프탈렌디카복실레이트(NDC)가 수 년간 공지되어 있긴 하지만, 최근에는 NDA 또는 NDC로부터 제조된 폴리에스테르에 대한 상업적인 관심이 높아졌다. 예를 들면, NDA 또는 NDC를 에틸렌 글리콜과 축합시켜 제조한 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)가 필름과 섬유 응용 분야에 유용한 고성능 폴리에스테르이다. 필름으로서 사용되면 기체 차단성이 탁월하고 섬유로서 사용되면 강도(tenacity)가 뛰어나다. NDC는 현재 아모코 케미칼 캄파니(Amoco Chemical Company)가 시판하고 있으며 병과 필름 제조에 사용되고 있다. 따라서, PET 재생 방안 이외에도, 재생된 PEN이나 2,6-나프탈레이트 단위를 함유하는 기타 폴리에스테르에 대한 사용 방안이 또한 요구된다.
테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위 둘 모두를 갖는 본 발명에 따르는 폴리에스테르 섬유는 심(interlining), 쿠션재 및 여과 매질로서 사용되는 "하이-로프트(hi-loft)" 부직포, 카펫 사 뿐만 아니라 제직 및 편직용 특수 사에서와 같이 권축 보존성 또는 고 벌크성이 요구되는 섬유 응용 분야에 유용하게 사용될 수 있도록 해주는 고 수축성을 지니고 있다는 점에서 개선된 섬유이다. 본 발명의 섬유는 또한 PET와 비교해서 융점이 낮기 때문에, 이들은 부직포, 특히 PET 단독중합체 섬유와의 배합물에서 결합제 섬유로서 유용하다. 본 발명의 폴리에스테르 섬유는 중합체들의 블렌드, 예를 들면, PET와 PEN의 블렌드, 또는 테레프탈레이트 단위와 나프탈레이트 단위를 갖는 공중합체와 PET의 블렌드로부터 제조될 수 있기 때문에, 본 발명의 섬유를 재생 PET 및 PEN으로부터 제조하거나, 재생 PET를 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위를 함유하는 코폴리에스테르와 블렌딩함으로써 제조할 수 있으므로, 재생 폴리에스테르 재료에 대한 유용한 용도를 제공할 수 있다.
이소프탈레이트 단위로 개질된 PET로부터 제조된 섬유가 아모코 케미칼 캄파니의 1995년 11월호 회보 GTSR-113A["PET Modified with Purified Isophthalic Acid for Shrink Fiber Applications"]에 기재되어 있다. 본 발명의 섬유는 이러한 이소프탈산 개질된 PET와 비교해서 유리 전이 온도(Tg)가 더 높기 때문에, 열기(hot gas) 여과용 필터와 같은 특정한 섬유 적용 분야에 보다 더 적합하다. 부가적으로, PET에 나프탈레이트 단위를 혼입시키면 열 안정성, 산화 안정성 및 가수분해 안정성이 개선된 폴리에스테르가 제공된다.
발명의 요약
본 발명은 방향족 에스테르 단위로서 적어도 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위를 포함하고 이러한 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 약 10mol% 내지 약 90mol%를 차지하는 폴리에스테르 섬유, 바람직하게는 압출된 섬유에 관한 것이다. 본 발명의 섬유는 단일 필라멘트 또는 멀티필라멘트 섬유 형태일 수 있다. 본 발명은 또한, 이러한 섬유를 함유하는 제품, 예를 들면, 사, 드레드(thread), 카펫 사, 제직물 및 부직포에 관한 것이다. 본원에 사용된 바와 같은 테레프탈레이트 단위는 테레프탈산 또는 이의 등가물로부터 유도되거나 이를 기본으로 하는 폴리에스테르의 에스테르 단위 또는 부분을 의미하고, 2,6-나프탈레이트 단위는 2,6-나프탈렌디카복실산 또는 이의 등가물로부터 유도되거나 이를 기본으로 하는 폴리에스테르의 에스테르 단위 또는 부분을 의미한다. 테레프탈산 또는 2,6-나프탈렌디카복실산의 등가물은, 예를 들면, 디메틸 에스테르 또는 이산 할라이드일 수 있다.
본 발명은 방향족 에스테르 단위로서 적어도 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위를 포함하고, 바람직하게는 당해 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 약 10mol% 내지 약 90mol%를 차지하는 열 수축시킨 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다. 이러한 열 수축된 섬유는 단일 필라멘트 또는 멀티필라멘트 섬유 형태일 수 있다. 본 발명은 또한, 이러한 섬유를 함유하는 제품, 예를 들면, 사, 드레드, 카펫 사 및 부직포에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 몇몇 섬유의 수축성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따르는 몇몇 섬유의 열 특성을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 섬유 제조에 사용되는 폴리에스테르는 방향족 산 에스테르 단위로서 적어도 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위를 포함한다. 바람직하게는, 이러한 폴리에스테르는 필수적으로 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위로 이루어진다. 폴리에스테르 중의 2,6-나프탈레이트 단위의 양은, 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위를 기준으로 하여, 약 10 내지 약 92mol% 미만, 바람직하게는 약 12 내지 약 50mol%, 더욱 바람직하게는 약 12 내지 약 30mol%, 가장 바람직하게는 약 15 내지 약 25mol%이다.
본 발명에 따르는 섬유 제조에 사용되는 폴리에스테르는 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위 이외에 다른 에스테르 단위를 함유할 수 있다. 예를 들면, 당해 폴리에스테르는 이소프탈레이트 에스테르 단위, 또는 아디프산 또는 석신산과 같이, 예를 들어, 탄소수 2 내지 6의 지방족 디카복실산으로부터 유도된 에스테르 단위를 함유할 수 있거나, 이들은 나프탈렌 디카복실산의 기타 이성체로부터 유도된 하나 이상의 에스테르 단위를 함유할 수 있다.
본 발명에 따르는 섬유 제조에 사용되는 폴리에스테르는 당해 분야의 숙련인에게 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 이들 폴리에스테르는 테레프탈산 또는 이의 등가물(예: DMT) 중의 하나 이상을 에틸렌 글리콜과 같은 글리콜의 존재 하에서 NDA 또는 이의 등가물(예: NDC) 중의 하나 이상과 축합시킴으로써 제조할 수 있다. DMT 또는 NDC와 같은 에스테르가 사용되는 경우, 글리콜과의 축합 반응으로 인해 알콜 부산물이 생성되는데, 이는 중합 반응시 반드시 제거되어야 한다. 방향족 산이 사용되는 경우, 글리콜과의 축합 반응으로 인해 물이 생성되는데, 이것 역시 축합 반응 혼합물로부터 반드시 제거되어야 한다. 일반적으로, 산 또는 에스테르를 글리콜과 반응시켜 본 발명의 폴리에스테르를 제조하는 경우, 축합 반응이 2단계로 수행된다. 첫 번째 단계는 에스테르 또는 산을 먼저 과몰량의 글리콜과 반응시키는, 에스테르교환반응 단계이거나, 산이 사용되는 경우에는 에스테르화 반응 단계이다. 글리콜 대 방향족 산 또는 에스테르의 몰 비는 적합하게는 약 1.05:1 내지 약 2:1이다. 이러한 단계에서는, 칼슘 아세테이트, 망간 아세테이트 또는 코발트 아세테이트와 같은 에스테르교환반응(또는 에스테르화 반응)용 촉매를 사용하는 것이 일반적으로 유용하다. 당해 분야의 숙련인에게 공지되어 있는 기타 촉매를 사용할 수 있다. 글리콜과의 에스테르교환반응(또는 에스테르화 반응)시, 반응 혼합물이 가열되는 동안에 반응 혼합물로부터 화학량론적 양의 알콜 또는 물이 제거된다. 다음 단계는 중축합 반응 단계이다. 당해 중축합 반응 단계에서는, 반응 혼합물을 일반적으로 삼산화안티몬 또는 당해 분야의 숙련인에게 공지되어 있는 기타 촉매와 같은 중축합용 촉매의 존재하에서 가열하고, 글리콜 제거를 보조하기 위해 전형적으로 진공을 이용하여 과량의 글리콜을 제거한다. 이러한 중축합 반응 단계 동안, 중합체의 분자량을 평가한다. 고유 점도(IV)를 측정하여 분자량의 증가를 모니터할 수 있다. 바람직한 고유 점도는 약 0.4 내지 약 1.5dl/g이다. 목적하는 고유 점도를 획득하게 되면, 중합체를 전형적으로 압출된 스트랜드 형태로 반응 용기로부터 제거할 수 있으며, 이를 먼저 냉각시킨 다음 추가 사용을 위한 펠렛으로 절단한다. 이러한 중축합 방법에 의해 폴리에스테르를 제조하는데 있어서, NDA 및 TA 등의 방향족 카복실산, 또는 에스테르, 즉 NDC 및 DMT를, 생성되는 폴리에스테르에 바람직한 몰 비로 중합 반응 혼합물에 채운다. 이러한 폴리에스테르의 제조는 배치식 또는 연속식 공정으로 수행할 수 있다.
축합 반응에 사용되는 글리콜은 어떠한 글리콜도 가능하며, 바람직하게는 탄소수가 2 내지 8인 글리콜, 바람직하게는 에틸렌 글리콜 또는 부틸렌 글리콜, 가장 바람직하게는 에틸렌 글리콜이다. 글리콜의 혼합물을 사용할 수도 있다. 방향족 카복실산 또는 이의 에스테르를 글리콜과 반응시켜 제조한 폴리에스테르는 공중합체 또는 코폴리에스테르라고 한다. 1,4-사이클로헥산디메탄올도 사용될 수 있는 글리콜이다.
본 발명에 따르는 섬유를 제조하는 데 유용한 폴리에스테르는 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위의 목적하는 몰 비가 이루어지도록 폴리에스테르 재료들을 블렌딩함으로써 제조할 수도 있다. 따라서, PET를 PEN과 블렌딩하여 목적하는 몰 비를 갖는 폴리에스테르를 달성할 수 있다. 또한, 특정량의 나프탈레이트를 함유하는 PET, 예를 들면, 2,6-나프탈레이트를 8mol% 함유하는 PET(PETN-8)를 PEN과 블렌딩시키거나, 2,6-나프탈레이트를 10 또는 20mol% 함유하는 PET(즉, PETN-10 또는 PETN-20)와 블렌딩하여 목적하는 테레프탈레이트 단위 대 2,6-나프탈레이트 단위 비를 달성할 수 있다. 이러한 블렌드는 바람직하게는 폴리에스테르를 친밀하고도 균일하게 혼합시켜 주는 크기(즉, 펠렛 또는 칩)의 폴리에스테르의 물리적 혼합물을 간단히 만든 다음, 당해 혼합물을 용융시킴으로써 제조할 수 있다. 이러한 블렌드에 사용되는 폴리에스테르는 테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위 이외에 에스테르 단위, 예를 들면, 이소프탈레이트, 아디페이트, 석시네이트 단위 등을 함유할 수 있다.
본 발명의 섬유는 중축합 반응으로부터 제조되거나 폴리에스테르의 블렌드로부터 제조된 용융된 폴리에스테르를 당해 분야의 숙련인에게 공지되어 있는 압출 공정을 이용하여 압출시킴으로써 제조할 수 있다. 압출된 섬유는 용융된 폴리에스테르를 다이 내로 통과시킨 다음, 예를 들면, 냉기 또는 찬 액체 중에서 급냉시킴으로써 고화시킨 섬유를 의미한다. 당해 섬유를 제조하는 제2 단계에서는, 상기 압출된 섬유를 연신시켜 폴리에스테르의 바람직한 배향을 달성시킬 수 있다. 바람직하게는, 섬유의 연신 비는 약 2:1 내지 약 4.5:1이다. 전형적으로, 당해 섬유는 유리 전이 온도(Tg)보다는 높지만 융점(Tm)보다는 낮은 온도에서 연신시킨다. 연신 온도가 약 140℃ 이상이면, 생성된 섬유는 고온에서 높은 수축률을 나타내지만, 저온에서는 비교적 낮은 수축률, 예를 들면, PET의 수축률과 대략 동등한 수준의 수축률을 나타낸다.
본 발명의 섬유는, 예를 들면, 미국 플로리다주 웨스트 멜번에 소재하는 힐스, 인코포레이티드(Hills, Inc.)가 시판되는 방사 장치를 사용하여 제조할 수 있다. 이러한 섬유는 단일 필라멘트 형태이거나, 연속 또는 스테이플형의 멀티필라멘트 섬유 형태이거나, 방사 결합되거나 용융 취입된 웹 형태일 수 있다. 개개의 단일 필라멘트 압출된 섬유는 두께가 약 0.1 내지 약 20데니어, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 10데니어이다. 섬유의 전체 길이를 따라 직경이 균일한 섬유가 가장 바람직하다. 페놀/테트라클로로에탄(60:40)의 0.4g/100g 용액 중에서 30℃ 하에 측정된 섬유의 고유 점도는 적합하게는 약 0.4 내지 약 1.5dl/g이다. 급냉 후 가열시 DSC에 의해 측정된 섬유의 유리 전이 온도(Tg)는 적합하게는 80℃ 초과, 바람직하게는 약 84 내지 약 120℃이다. 수축되기 전의 본 발명의 섬유는 강도가 바람직하게는 약 2.5 이상, 더욱 바람직하게는 약 3.0 이상이며, 파단 신도가 바람직하게는 약 10% 이상, 더욱 바람직하게는 약 15% 이상이다. 수축 후, 당해 섬유의 강도는 전형적으로 저하된다. 수축된 섬유의 경우, 강도는 바람직하게는 약 0.25 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.30 이상이다. 본원에 기재된 강도 및 파단 신도는 본 실시예에 보고된 방법에 따라서 결정할 수 있다.
테레프탈레이트 단위와 2,6-나프탈레이트 단위 둘 모두를 함유하는 폴리에스테르로부터 제조된 본 발명의 섬유는 승온에서 가열될 때 목적하는 수준의 수축률을 나타낸다. 당해 섬유를 수축시키는 데 효과적인 어떠한 온도도 사용될 수 있지만, 일반적으로 섬유의 Tg와 Tm 사이의 온도이다. 섬유 수축률은 자유 섬유를 공기 중에서 100℃ 또는 177℃(350℉) 하에 2분 동안 가열한 다음, 이러한 가열 전 및 가열 후의 섬유의 길이를 비교함으로써 편리하게 측정한다. 자유 섬유[예: 서스펜디드 섬유(suspended fiber)]를 공기 중에서 100℃ 하에 2분 동안 가열하는 경우의 본 발명에 따르는 섬유의 수축율은 바람직하게는 약 10% 이상, 더욱 바람직하게는 약 15% 이상, 가장 바람직하게는 약 20% 이상이다. 예를 들면, PETN-20, 즉 80mol%의 테레프탈산(또는 DMT)과 20mol%의 NDA(또는 NDC)의 혼합물을 에틸렌 글리콜과 축합시킴으로써 제조된 폴리에스테르로부터 제조된 본 발명의 섬유는 100℃에서 2분 동안 가열될 때 30%의 수축률을 나타내는 반면, 동일한 방식으로 제조된 PET 섬유는 단지 5%의 수축률을 나타낸다. 나프탈레이트를 함유하는 폴리에스테르 섬유의 수축성은 카펫 사; 심, 쿠션재 및 여과 매질로서 사용된 "하이-로프트" 부직포; 또는 제직 또는 편직용 특수 사에서와 같이 권축 보유성 또는 고 벌크성이 요구되는 분야에 당해 섬유를 사용하는데 유리하다. 본 발명의 수축된 섬유는 열 수축 이전의 길이와 비교해서 바람직하게는 약 15% 이상, 더욱 바람직하게는 약 20% 이상 열 수축되거나; 강도 또는 신도와 같은 기계적 특성이 동일하거나 동일한 조건하에서 압출 및 연신시킨 PET 섬유와 비교해서, 당해 섬유는 이러한 PET 섬유가 수축될 수 있는 것보다 적합하게는 약 50% 이상, 바람직하게는 약 100% 이상, 더욱 바람직하게는 약 200% 이상, 가장 바람직하게는 약 300% 이상 더 수축된 섬유이다. 수축된 본 발명의 섬유는 적합하게는 80℃ 이상, 더욱 바람직하게는 100℃ 이상에서 수축된다. 당해 섬유는 제품 내로 혼입되기 전 또는 후에 수축될 수 있다. 본 발명의 섬유는 또한 융점이 비교적 낮기 때문에, 저융점이 요구되는 분야, 예를 들면, 열 결합된 부직포 등에 유용하다. 그러나, 융점이, 예를 들면, PET보다 낮긴 하지만, 유리 전이 온도는 유사한 수준의 이소프탈산으로 개질된 PET의 유리 전이 온도보다 더 높기 때문에, 본 발명의 섬유는 고온 응용 분야에 유용하다. 앞서 언급된 바와 같이, 본 발명에 따르는 섬유의 융점(Tm)이 PET의 Tm보다 낮다. 본 발명에 따르는 섬유의 바람직한 Tm은 약 200℃ 이상, 바람직하게는 약 220℃ 이상, 가장 바람직하게는 약 230℃ 이상이다. 본 발명에 따르는 섬유에 대한 Tg 및 Tm은 본 실시예에 보고된 과정에 따라서 결정한다. 놀랍게도, 공중합 반응에 의해서가 아니라 폴리에스테르의 블렌드, 예를 들면, 재생 폴리에스테르로 만든 블렌드로부터 제조된 본 발명의 섬유는 동일한 수축성을 나타내긴 하지만 공중합 반응에 의해 제조된 섬유와 비교해서 더 높은 Tm을 나타내었다. 따라서, Tm이 높은 고 수축성 섬유가 요구되는 응용 분야에서는 블렌드로부터 제조된 본 발명의 섬유가 바람직하다.
수축되거나 수축되기 전의 본 발명의 섬유를 사용하여, 폴리에스테르 섬유 분야의 숙련인에게 공지되어 있는 공정에 따라서 스테이플, 사(예를 들어, 방사되거나, 연신-텍스쳐링되거나 벌크 연속 필라멘트 형태의 사를 포함함), 편직물, 제직물, 부직포 및 권축 섬유를 제조할 수 있다. 이러한 공정은 본원에 참고로 인용된 문헌[참조: "Polyester-50 Years of Achievement", published by The Textile Institute, Manchester, England, printed in Dewsbury, England in 1993 by Stanley Press; "Wellington Sears Handbook of Industrial Textiles", by E.R. Kaswell, Wellington Sears Co., 1963]에 기재되어 있다.
위에서 기재한 직물, 사 및 기타 제품은 본 발명의 섬유에 의해 개선되는데, 이는 당해 섬유가 열 수축성 섬유를 갖는 이점을 나타내고 당해 섬유의 보다 높은 Tg로부터 발생되는 개선된 고온 특성 이점을 나타내기 때문이다.
앞서 기재된 바와 같이, 본 발명의 섬유는 재생 폴리에스테르로 제조할 수 있다. 재생 폴리에스테르에는 병이나 필름 등의 몇몇 응용 분야에서 이미 사용된 폴리에스테르가 포함된다. 예를 들면, 사용된 병을 절단하거나 분쇄하여(소위, "재생된 병 조각") 본 발명에 따르는 섬유의 제조에 사용할 수 있다.
도면의 상세한 설명
도 1은 폴리에스테르 섬유 중의 나프탈레이트의 몰 분율(mol%)로서 공중합체 및 블렌드로부터 제조된 본 발명의 섬유의 수축률(%)의 관계를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 수축률은 10mol% 이상의 나프탈레이트 수준에서 신속하게 증가되었다.
도 2는 테레프탈레이트 및 나프탈레이트 에스테르 단위를 함유하는 섬유의 유리 전이 온도(Tg)를 테레프탈레이트 및 이소프탈레이트 에스테르 단위를 함유하는 섬유(PETI)와 비교해서 도시한 것이다.
1996년 6월 28일자로 출원된 미국 특허원 제08/673,308호는 본원에 이의 전문이 참고로 인용된다.
섬유 시험 과정
인장 특성 - 시험에 앞서, 섬유 샘플을 23℃ 및 50% 상대 습도하의 공기 중에서 24시간 이상 동안 컨디셔닝한다. 데니어 값은 9000미터의 중량(g)을 지시하며 길이 22.5cm의 샘플을 정밀 저울로 칭량함으로써 ASTM D-1577에 따라서 측정한다.
당해 섬유의 인장 특성(강도, 모듈러스, 파단 신도)을 ASTM D-2256에 따라서 인스트론 유니버설 시험 기기(Instron Universal Testing Instrument)로 측정한다. 시험 조건은 크로스헤드 속도 5.0in/min; 게이지 길이 4.0in이다. 시험을 5회 반복하고 평균을 기록한다.
열 특성 - 당해 섬유의 열 특성을 시차 주사 열량계(DSC), 모델 듀퐁 2100로 측정한다. 융점(Tm)은 20℃/min의 가열 속도로 수행된 제1 가열 스캔(연신된 섬유의 실질적인 용융 거동을 나타냄)으로 측정한다. 유리 전이 온도(Tg)는 용융 후 샘플을 신속하게 급냉시킨 다음 이로써 생성된 무정형 물질을 20℃/min의 속도로 제2 가열 스캔함으로써 측정한다. 제1 가열 스캔시 유리 전이가 섬유의 결정화도로 인해 구별하기가 어렵기 때문에 위와 같이 수행한다.
열 수축률 - 당해 섬유의 열 수축률은 길이가 20cm인 섬유 표본을 100℃ 또는 177℃(350℉)의 온도에서 2분 동안 공기 중에서 강제 순환식 오븐 내부에 자체 자유 중량으로 매달아둠으로써 시험한다. 3개의 샘플을 시험하고 평균 수축률을 기록한다. 기록된 수치는 초기 길이의 길이 감소율(%)이다.
결정화도 - 당해 섬유의 결정화도(%)는 밀도 구배 칼럼에서의 밀도 측정치로부터 결정한다. 기록된 값은 다음 식으로부터 산정된 결정화도(용적%)에 상응한다:
결정화도(용적%) = (ρ-ρam)/(ρc-ρam)
상기 식에서,
ρc는 100% 결정성 물질의 밀도이고,
ρam은 100% 무정형 물질의 밀도이다.
이들 값은 PET 단독중합체에 대해서는 각각 1.455 및 1.333g/ml이고, PEN 단독중합체에 대해서는 각각 1.407 및 1.325이다. 나프탈레이트 함유 공중합체 및 블렌드에 사용된 값은 대략적으로 다음과 같이 표시된다:
ρam = 1.333(1-x) + 1.325x
ρc = 1.455(1-x) + 1.407x
상기 식에서,
x는 등가의 PEN 반복 단위의 몰 분율이다.
실시예 1
20mol% 나프탈레이트 반복 단위로 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 공중합체("PETN-20")를 56ℓ 들이 용융 중합용 반응기에서 다음과 같이 제조한다:
에틸렌 글리콜(16264g), 디메틸 테레프탈레이트(DMT, 25440g) 및 디메틸-2,6-나프탈렌 디카복실레이트(NDC, 8000g)를 56ℓ 배치식 반응기에 채운다. 반응기에 메탄올 또는 물을 에틸렌 글리콜로부터 분리하기 위한 증류 칼럼, 진공 시스템, 및 고 점성 물질을 취급할 수 있는 앵커 헬릭스 진탕기를 장착한다. 칼슘 아세테이트(4.38g), 망간 아세테이트(6.81g) 및 코발트 아세테이트(2.79g)가 에스테르교환반응용 촉매 패키지를 구성하고 이를 에틸렌 글리콜 525g으로 반응기 내에서 세척한다. 반응기를 질소로 퍼징하고 진탕 하에(52RPM) 다음 410분에 걸쳐 267℃의 최종 에스테르교환반응 온도로 가열한다. 고정점을 12.5℃씩 증가시켜 변화시키면서(160℃에서 285℃로) 점차적으로 열 상승시킨다.
에스테르교환반응 단계를 이루는 처음 410분 동안, 휘발성 부산물(주로 메탄올이고 몇몇 경우에는 과량의 에틸렌 글리콜)을 지속적으로 제거하여 응축시키면서 조절 밸브를 이용하여 반응기 압력을 대기압으로 유지시킨다. 에스테르교환반응 단계의 처음 360분 동안에는 칼럼 상부의 온도가 65℃(메탄올의 비점)로 유지시킨 다음, 에스테르 전이 반응이 끝날 때까지(410분) 점차적으로 상승시켜 190℃에 도달되게 한다. 이는 반응물 중의 메탄올 제거가 거의 완료되었으며 공비물에 이르렀음을 지시해준다. 에스테르교환반응 단계 말기에 수집된 총 응축물의 양은 11229g(반응물 중의 이론적인 메탄올 양의 107%)이다.
상기 공정을 개시한지 395분 후에, 중축합 반응용 촉매인 삼산화안티몬(8.35g)을 에틸렌 글리콜 175g과 함께 반응기에 넣는다. 405분에는, 인산(4.43g)을 에틸렌 글리콜 225g과 함께 넣는다. 인산의 목적은 중축합 반응용 촉매를 불활성화시키는 것이며; 이는 또한 최종 중합체에 대한 열 안정화제로서 작용한다. 공정을 개시한지 410분 후에, 제2 중축합 반응 단계를 개시한다. 이러한 중축합 반응 단계 동안, 반응기 압력을 적은 증가분으로 1mmHg 이하로 서서히 감압시켜 과도한 발포와 승화 작용을 방지한다. 용융 점도가 증가됨에 따라, 진탕 속도를 특정한 토크로 감속시켜 지나친 온도 상승을 방지한다. 562분에, 융점이 289℃에 도달하게 되면, 가열 오일의 온도 고정점을 268℃로 낮추어 과열을 방지한다. 추가의 분자량 인지가 너무 느려지게 된다는 것이 명백해지는 지점까지 융용 점도를 증가시키면서, 융점을 잔여 97분 동안 289℃로 유지시킨다. 이는 토크가 일정한 진탕 속도(20RPM)에서 증가를 중단했다는 사실에 의해 입증된다. 이때(개시한지 659분 후), 압력을 0.865mmHg로 강하시킨다. 진탕을 멈춘 후, 진공을 중단시키고, 온도 고정점을 285℃로 상승시키며 중합체를 용융 펌프로 배출시킨다. 이와 같이 용융된 중합체는 투명한 스트랜드 형태로 6홀 다이를 통하여 반응기로부터 배출되는데, 이는 빙욕을 통과하도록 유도함으로써 무정형 고형물 형태가 되도록 즉시 급냉시킨다. 최종적으로, 상기 스트랜드를 펠렛화기를 통하여 공급하고 펠렛으로 절단한다. 수집된 총 생성물은 23982g이다. 수집된 총 응축물은 에스테르교환반응 단계 동안에는 11227g이고 진공 중축합 반응 단계 동안에는 3407g이다.
중합체 고유 점도(IV)는 30℃에서 페놀/테트라클로로에탄(60:40)의 0.4g/100ml 용액 중에서 측정한다. 측정값은 0.61dl/g이다.
위의 수지를 방사시키고 멀티필라멘트 섬유로 연신시킨다. 방사 직전, 수지를 120℃의 탈수 건조제 및 -60℃의 공기 이슬점에서 16시간 동안 건조시킨다.
6000m/min의 최종 속도에서 온-라인 연신시킬 수 있는, 방사에 사용되는 장치를 힐스 인코포레이티드로부터 입수한다. 당해 유니트의 주요 부품은 다음과 같다:
(a) 중합체를 용융시키는, 질소 퍼징된 호퍼가 장착된 1.25in의 30L/D 압출기;
(b) 용융 스트림을 가로지르는 온도 변화를 균일하게 해주는 정적 혼합기;
(c) 용융물을 스핀팩으로 정밀하게 계측하기 위한 5.5cc/회전 기어 펌프;
(d) 4층 스크린 필터(20메쉬로부터 150메쉬로 점차적으로 진행됨) 및 80홀(hole) 방사구(홀 직경 0.5mm, 홀 길이 0.75mm)가 장착된 스핀팩;
(e) 박막 공기 유동을 공급하여 방사구로부터 방출되는 필라멘트를 고형화시키는 급냉 챔버;
(f) 사를 윤활시키고 정전기를 방지하기 위한 스핀 피니시 도포기(spin finish applicator); 사용되는 스핀 피니시는 수중 루롤(Lurol) TC-35[미국 노쓰 캐롤라이나주 몬로에 소재하는 굴스턴 캄파니(Goulston Co.)] 에멀젼 20용적%이다;
(g) 트레드라인을 방사구로부터 연신 구역으로 운반하는 공급 롤;
(h) 사를 가열하여 부분 연신을 제공해주는 예비연신 가열 롤;
(i) 연신 공정을 완료시키는 두 쌍의 연신 롤; 및
(j) 연신된 사를 종이 튜브 패키지에 수집하는, 바르마그 인코포레이티드(Barmag Inc.)로부터 입수 가능한 와인더.
압출기 온도 프로필은 다음과 같다:
영역 1: 290℃
영역 2: 290℃
영역 3: 290℃
영역 4: 290℃
스핀 헤드: 295℃(펌프, 무동 혼합기, 필터 및 방사구 포함)
압출기 내에서의 잔류 시간은 1 내지 2분인 것으로 추정된다.
필라멘트가 방사구로부터 방출될 때 20℃ 공기가 이러한 필라멘트를 급냉시키는 데 사용된다.
연신 롤 온도는 다음과 같다:
공급 롤: 120℃
예비연신 롤: 120℃
연신 롤 1: 100℃
연신 롤 2: 110℃
섬유 샘플을 3200m/min의 최종 속도 및 3:1의 연신 비로 수집한다. 용융 펌프 속도는 최종적으로 목적하는 데니어가 200g/9000m에서 일정하게 유지되도록 조정한다. 펌프 및 고뎃(godet) 속도 프로필은 다음과 같다:
생성된 멀티필라멘트 섬유의 특성은 다음과 같다:
실시예 2
IV가 0.61인 PET와 IV가 0.54인 PENT-8 공중합체와의 펠렛 대 펠렛 블렌드를, 각 수지의 적절한 양을 칭량하여 나프탈레이트 함량이 총 반복 단위의 20%에 상응하도록 제조한다. 당해 블렌드를 실시예 1에서와 유사한 조건하에서 1단계로 용융 방사 및 연신시킨다. 생성된 섬유의 특성은 다음과 같다:
비교 실시예 1
IV가 0.62인 PET 단독중합체를 실시예 1 및 실시예 2에서와 유사한 조건하에서 1단계로 용융 방사 및 연신시킨다. 생성된 섬유의 특성은 다음과 같다:
실시예 3 내지 7
8, 12, 16mol% 나프탈레이트를 함유하는 PETN 공중합체를 제조한 다음, 실시예 1에서와 유사한 조건하에서 방사 및 연신시킨다. 나프탈렌 함량이 8 및 16mol%인 PET/PETN-8 블렌드를 제조한 다음, 실시예 2에서와 유사한 조건하에서 방사 및 연신시킨다. 섬유의 강도 및 수축률은 다음 표에 제시되어 있다 (표를 완성하기 위해 실시예 1 및 2와 비교 실시예 1로부터의 데이타도 포함한다). 공중합체로부터 제조된 섬유는 표에서 코폴리에스테르로서 기록되고 블렌드로부터 제조된 섬유는 표에서 블렌드로서 기록되어 있다.
a블렌드는 목적하는 조성물을 형성하는 폴리에스테르의 블렌드로부터 제조된 폴리에스테르를 의미한다.
% N은 블렌드 중의 2,6-나프탈레이트의 mol%를 의미한다.
PETN-8 등은 나프탈레이트를 8mol% 갖는 테레프탈레이트/나프탈레이트/에틸렌 글리콜 코폴리에스테르를 의미한다.
bIV는 당해 섬유를 제조하기 위해 사용된 수지의 고유 점도를 의미한다.
cTm은 제1 가열시의 섬유의 융점을 의미한다.
dTg는 급냉 후 가열시 섬유의 유리 전이 온도를 의미한다.
나프탈레이트 함량에 따른 수축률 증가를 도 1에 플롯팅하였다.
이들 데이터는 본 발명에 따르는 섬유의 우수한 수축성을 보여준다. 이들 데이터는 또한, 동일한 수축률의 경우, 블렌드로부터 제조된 섬유의 Tm이 공중합체 또는 코폴리에스테르로부터 제조된 섬유의 Tm보다 높다는 것을 나타낸다.
본원은 1996년 6월 28일자로 출원된 미국 특허원 제08/673,308호의 부분 계속 출원이다.
Claims (16)
- 방향족 에스테르 단위인 테레프탈레이트와 2,6-나프탈레이트를 포함하고 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 20mol% 초과 내지 90mol%를 차지하며, 100℃의 온도에서 10% 이상 수축되는, 압출된 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 연신된 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 열 수축된 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 부분적으로 또는 전체적으로 재생 폴리에스테르로부터 제조된 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 2,6-나프탈렌디카복실산 또는 이의 등가물을 테레프탈산 또는 이의 등가물과 공중합시켜 제조한 폴리에스테르를 포함하는 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 폴리에스테르들을 블렌딩하여 제조한 폴리에스테르를 포함하는 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 20mol% 초과 내지 75mol%를 차지하는 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 20mol% 초과 내지 50mol%를 차지하는 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 20mol% 초과 내지 30mol%를 차지하는 폴리에스테르 섬유.
- 제1항에 있어서, 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 20mol% 초과 내지 25mol%를 차지하는 폴리에스테르 섬유.
- 멀티필라멘트 섬유 중의 하나 이상의 필라멘트가 방향족 에스테르 단위인 테레프탈레이트와 2,6-나프탈레이트를 포함하고, 2,6-나프탈레이트 단위가 폴리에스테르 중의 총 방향족 에스테르 단위의 20mol% 초과 내지 90mol%를 차지하는 폴리에스테르 섬유인, 멀티필라멘트 폴리에스테르 섬유.
- 제11항에 있어서, 5개 이상의 필라멘트를 갖는 멀티필라멘트 폴리에스테르 섬유.
- 제11항에 있어서, 25개 이상의 필라멘트를 갖는 멀티필라멘트 폴리에스테르 섬유.
- 제1항의 폴리에스테르 섬유를 포함하는 제품.
- 제14항에 있어서, 스테이플, 사, 부직포 및 제직물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 제품.
- 제1항에 있어서, 기계적으로 권축된 폴리에스테르 섬유.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980710717A KR100656686B1 (ko) | 1996-06-28 | 1997-06-27 | 나프탈레이트단위를함유하는폴리에스테르섬유 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8/673,308 | 1996-06-28 | ||
| US8/852,251 | 1997-05-06 | ||
| US08/852,251 | 1997-05-16 | ||
| US08/673,308 | 1997-05-16 | ||
| KR1019980710717A KR100656686B1 (ko) | 1996-06-28 | 1997-06-27 | 나프탈레이트단위를함유하는폴리에스테르섬유 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000022295A KR20000022295A (ko) | 2000-04-25 |
| KR100656686B1 true KR100656686B1 (ko) | 2007-06-04 |
Family
ID=44479408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980710717A Expired - Lifetime KR100656686B1 (ko) | 1996-06-28 | 1997-06-27 | 나프탈레이트단위를함유하는폴리에스테르섬유 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100656686B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266613A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-26 | Teijin Ltd | ポリエステル繊維の製造方法 |
| JPH06166926A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | Unitika Ltd | ポリエステルパイル織編物 |
| JPH08113826A (ja) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Kuraray Co Ltd | 高収縮繊維およびその製造法 |
-
1997
- 1997-06-27 KR KR1019980710717A patent/KR100656686B1/ko not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266613A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-26 | Teijin Ltd | ポリエステル繊維の製造方法 |
| JPH06166926A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | Unitika Ltd | ポリエステルパイル織編物 |
| JPH08113826A (ja) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Kuraray Co Ltd | 高収縮繊維およびその製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000022295A (ko) | 2000-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6063495A (en) | Polyester fiber and methods for making same | |
| JP4361054B2 (ja) | 向上した安定性を有する成形物品 | |
| US5955196A (en) | Polyester fibers containing naphthalate units | |
| US4092299A (en) | High draw ratio polyester feed yarn and its draw texturing | |
| WO1993002122A1 (en) | Copolyesters for high modulus fibers | |
| EP0159875B1 (en) | Polyester and process for preparation thereof | |
| CN1051586C (zh) | 制备具有聚萘二甲酸乙二醇酯纱的拉伸聚酯纱的方法和由其制得的纱 | |
| KR100656686B1 (ko) | 나프탈레이트단위를함유하는폴리에스테르섬유 | |
| US5453321A (en) | High molecular weight copolyesters for high modulus fibers | |
| JP2000510177A (ja) | ポリエステル組成物 | |
| JP3056604B2 (ja) | 新規ポリエステルおよびその繊維 | |
| JP3056603B2 (ja) | 新規ポリエステル及びそれからなる繊維 | |
| KR0123278B1 (ko) | 저 결정성, 저밀도 폴리에스테르 섬유의 제조 방법 | |
| JPS627283B2 (ko) | ||
| JP3056601B2 (ja) | 共重合ポリエステルおよびその繊維 | |
| JP2007131777A (ja) | ポリエステル樹脂組成物 | |
| KR20070072010A (ko) | 이염성 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형단면사 및 그제조방법 | |
| JPH01139811A (ja) | ポリエステル繊維の製造法 | |
| JPH08325842A (ja) | 弾性繊維、その製造方法及びそれに用いるポリエステルエラストマー | |
| JPH02175719A (ja) | ポリエーテルエステルブロック共重合体 | |
| HK1036828A (en) | Polyester fiber and methods for making same | |
| JPS6225765B2 (ko) | ||
| MXPA00010290A (en) | Polyester fiber and methods for making same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 19981228 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20020627 Comment text: Request for Examination of Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20040621 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20050323 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20060412 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20060914 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20061206 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20061207 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20091201 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20101129 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20111125 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121126 Year of fee payment: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20121126 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131122 Year of fee payment: 8 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20131122 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150106 Year of fee payment: 9 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20150106 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151123 Year of fee payment: 10 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20151123 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161125 Year of fee payment: 11 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20161125 Start annual number: 11 End annual number: 11 |
|
| EXPY | Expiration of term | ||
| PC1801 | Expiration of term |
Termination date: 20171227 Termination category: Expiration of duration |